化学平衡状态”)
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什么是化学平衡状态目录化学平衡状态判断化学平衡状态的标志口诀判断化学平衡状态例子化学平衡状态在一定条件下,当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变(混合物中各组分的百分含量不再改变),达到一种表面静止的状态,即"化学平衡状态".特点化学平衡状态具有逆,等,动,定,变、同六大特征。
逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
等:平衡时,正、逆反应速率相等,即v正=v逆。
动:平衡时,反应仍在进行,是动态平衡,反应进行到了最大限度。
定:达到平衡状态时,反应混合物中各组分的浓度保持不变,反应速率保持不变,反应物的转化率保持不变,各组分的含量保持不变。
变:化学平衡跟所有的动态平衡一样,是有条件的,暂时的,相对的,当条件发生变化时,平衡状态就会被破坏,由平衡变为不平衡,再在新的条件下建立新平衡,即化学平衡发生了移动。
同:一定条件下化学平衡状态的建立与反应的途径无关。
即无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,或是从任一中间状态开始建立,只要外界条件相同,达到平衡时的效果都相同。
判据吉布斯自由:当ΔrGm=0时,反应达最大限度,处于平衡状态。
化学平衡的建立是以可逆反应为前提的。
可逆反应是指在同一条件下既能正向进行又能逆向进行的反应。
绝大多数化学反应都具有可逆性,都可在不同程度上达到平衡。
从动力学角度看:反应开始时,反应物浓度较大,产物浓度较小,所以正反应速率大于逆反应速率。
随着反应的进行,反应物浓度不断减小,产物浓度不断增大,所以正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大。
当正、逆反应速率相等时,系统中各物质的浓度不再发生变化,反应达到了平衡。
化学平衡是动态平衡。
判断化学平衡状态的标志口诀一、等的标志:(平衡的本质)口诀:“同向”不可断, “异向”比例才可断正反应速率:V(反应物)消耗、V(生成物)生成逆反应速率:V(反应物)生成、V(生成物)消耗1、同一物质表示:V(反应物)消耗= V(反应物)生成或V(生成物)消耗= V(生成物)生成2、不同物质表示:一种物质表示的正反应速率与另一种物质表示的逆反应速率之比等于物质前的计量数之比。
名词解释化学平衡
化学平衡是指在化学反应中,反应物和生成物之间的浓度或者压力保持不变的状态。
在化学平衡中,正向反应和逆向反应以相同的速率进行,从而使得反应体系处于稳定状态。
在化学平衡下,虽然反应仍在进行,但是反应物和生成物的浓度或者压力不再发生明显的变化。
化学平衡的特点包括:
1. 正向反应和逆向反应的速率相等。
在达到化学平衡后,正向反应和逆向反应以相同的速率进行,称为反应速率相等原理。
2. 反应物和生成物的浓度或者压力保持恒定。
虽然反应仍在进行,但是反应物和生成物的浓度或者压力不再发生明显的变化,称为浓度或压力恒定原理。
3. 化学平衡可以通过改变温度、浓度、压力等条件来调整。
根据Le Chatelier原理,当外界条件发生变化时,化学平衡会偏移以恢复平衡。
化学平衡的描述可以使用化学平衡常数(Kc或Kp)来表示。
化学平衡常数是指在特定温度下,反应物和生成物的浓度或者压力的比值的稳定值。
化学平衡常数越大,表示反应向生成物一侧偏移的趋势越明显;化学平衡常数越小,表示反应向反应物一侧偏移的趋势越明显。
化学平衡在生产工业、生物化学、环境科学等领域具有重要的应用价值,对于理解化学反应动力学和平衡条件有着重要的意义。
高中化学之:化学平衡一、化学平衡状态(一)研究对象:可逆反应 (二)建立:图像:(三)定义:指在一定条件下的可逆反应,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
(四)特点——逆、等、动、定、变 1、逆:研究对象是可逆反应2、等:平衡时,同一物质的正逆反应速率相等即v 正=v 逆3、动:化学平衡是动态平衡,即达平衡时正逆反应仍在进行,只不过同一物质的v 正=v 逆4、定:在平衡体系的混合物中,各组分的含量(物质的量、质量、浓度、质量百分数、物质的量百分数、体积百分数等)保持一定5、变:任何化学平衡状态均是暂时的,相对的,有条件的,与达平衡的过程无关(即化学平衡状态既可以从正反应方向开始达平衡,也可以从逆反应方向开始达平衡,还可以从正逆两个方向开始达平衡)当外界条件变化时,原来的化学平衡也会发生相应的改变,直至在新的条件下建立新的平衡状态注:化学平衡状态是在一定条件下可逆反应所能达到的最大程度,即该反应进行的限度。
化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率(五)判断达化学平衡的标志1、用速率判断:方法:先找出正、逆反应速率,再看物质:若同一物质,则正逆速率相等 若不同物质,则速率之比=系数之比2、用含量判断:(1)平衡时,各组分的物质的量、质量、浓度、体积、物质的量分数、质量分数、体积分数、转化率、产率都不变(2)若反应中有颜色变化,颜色不变时可认为达平衡(3)绝热的恒容反应体系中温度或压强保持不变,说明已达平衡(4)有固态、液态、气态不同状态物质参与的反应,混合气体的总质量不变,或混合气体的密度不变,都可以判断达平衡(5)对于反应前后气态物质前面的总系数发生改变的反应,混合气体的总物质的量不变,或混合气体的摩尔质量不变,或混合气体的压强不变都可以用来判断达平衡二、化学平衡常数(一)定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K 表示(二)表达式:对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),则)()()()(B c A c D c C c K nmq p ••=(三)说明:1、表达式的浓度必须是平衡时的浓度,系数决定幂次2、有固体或纯液体(H 2O )参与的反应,其浓度视为“常数”不计入表达式中3、在非水溶液中进行的反应,若有水参加或生成,则水底额浓度应出现在平衡常数表达式中4、K 有单位,但一般不写5、K 表示某一具体反应的平衡常数,当反应方向改变或系数改变时,K 也相应发生改变6、对于同一可逆反应,正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即1=K K 正逆7、方程式扩大一定的倍数,K 就扩大相应的幂次;方程式缩小一定的倍数,K 就相应的开几次幂;方程式做加法,K 相应的做乘法;方程式做减法,K 相应的做除法。
一、化学平衡1、定义:化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,各组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征逆(研究前提是可逆反应)等(同一物质的正逆反应速率相等)动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定)变(条件改变,平衡发生变化)3、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动2、温度对化学平衡移动的影响影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
3、压强对化学平衡移动的影响影响规律:其他条件不变时,增大压强,会使平衡向着体积缩小方向移动;减小压强,会使平衡向着体积增大方向移动。
注意:(1)改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动(2)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似4.催化剂对化学平衡的影响:由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的,所以平衡不移动。
但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的时间。
5.勒夏特列原理(平衡移动原理):如果改变影响平衡的条件之一(如温度,压强,浓度),平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。
二、化学平衡常数(一)定义:在一定温度下,当一个反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值。
符号:K(二)使用化学平衡常数K应注意的问题:1、表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度。
2、K只与温度(T)有关,与反应物或生成物的浓度无关。
3、反应物或生产物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度是固定不变的,可以看做是“1”而不代入公式。
判断化学平衡状态的标志---小析一、判断化学平衡状态的标志1、什么是化学平衡状态化学平衡状态是指一定条件下的可逆反应里,正反应速率=逆反应速率,反应混合物中各组分的含量保持不变的状态。
2、平衡状态的判断方法:直接判定: V正=V逆①同一物质:该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②不同的物质:速率之比等于方程式中的系数比,但必须是不同方向的速率。
即必须是一个V正一个是V逆之比等于系数比才能判断是平衡状态。
例1、可逆反应:2NO2(g)= 2NO(g) + O2(g),在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是(B )A 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2B 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NOC 用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态例2、判断在反应2HI(g) H2(g)+I2(g)中能判断达平衡状态的有2molH-I键断裂就有1molH-H生成(错误)间接判定:①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度保持不变。
②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。
③若反应前后的物质都是气体,且系数不等,总物质的量、总压强(恒温、恒容)、平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压)保持不变。
④反应物的转化率、产物的产率保持不变。
总之:能变的量保持不变说明已达平衡。
二、具体方法注意事项:在研究化学平衡时注意各物质的状态,和左右两边气体系数和是否相等。
在做题时注意用公式推出结论,在进行讨论,在此要注意哪些是可变量,哪些是不变量。
一、密度ρ密度=质量/体积①可逆反应:2NO2(g) =2NO(g) + O2(g),在体积固定的密闭容器中,密度保持不变能否判断是平衡状态(否)原因:在反应中质量不变,体积不变,密度是个恒定量,不随时间的变化而变化。
②可逆反应:2NO2(g) =2NO(g) + O2(g),在压强固定的密闭容器中,密度保持不变能否判断是平衡状态(能)原因:该反应左右两边气体系数不等,说明随着反应的进行体积是变化的,而气体总质量保持不变,所以密度是个变化量,现在不变说明已经达到平衡。
化学平衡状态的判断方法
化学平衡状态的判断方法主要有以下几种:
1、按照反应物和生成物之间的浓度比值来判断,即根据反应物和生成物的浓度在一定条件下是否满足K=
[A]/[B]的关系,如果满足,则表明该反应已经处于平衡状态。
2、根据反应的不变量(不变量指反应过程中,所有相关反应物和生成物的总量)来判断,即反应开始时反应物和生成物的总量与反应结束时反应物和生成物的总量是否相等,若相等,则表明反应已经处于平衡状态。
3、根据反应速率来判断,即反应开始时反应物和生成物的变化速率是否大致相等,若是,则表明反应已经处于平衡状态。
化学平衡的概念化学平衡是指在一个化学体系中,反应物和生成物的浓度或压力保持不变的状态。
在化学平衡状态下,反应物和生成物之间的反应速率相等,这意味着生成物的生成速率与反应物的消耗速率相等。
化学平衡是一种动态平衡的状态,即虽然反应仍在进行,但反应物和生成物的浓度或压力保持不变。
化学平衡是化学反应的重要概念,它对于理解和预测反应的行为和条件至关重要。
本文将就化学平衡的概念、平衡常数、平衡法则和影响化学平衡的因素进行详细讨论。
1.化学平衡的概念化学平衡发生在封闭的化学反应体系中,其中反应物和生成物之间的反应达到了一种平衡状态。
在平衡状态下,反应物和生成物的浓度或压力会保持不变,但反应仍在进行。
化学平衡是动态的,反应物和生成物之间的反应速率相等,这使得反应系统保持着稳定的状态。
平衡时,反应物以反应生成物的速率转化为生成物,同时生成物也会以相同的速率转化为反应物。
这种动态平衡的状态是由反应物和生成物之间的相互转化而实现的。
化学平衡通常发生在封闭系统中,其中反应物和生成物之间的浓度或压力保持不变。
当一个系统达到化学平衡时,虽然反应仍在进行,但反应物和生成物的浓度或压力不再发生变化。
化学平衡通常在化学反应特定条件下发生,例如在特定温度、压力和浓度条件下。
在化学平衡状态下,反应的正向和逆向反应同时发生,这使得反应物和生成物的浓度或压力保持不变。
化学平衡的概念可以通过化学反应的例子来更好地理解。
例如,考虑一种化学反应A + B ⇌ C + D。
在反应开始时,反应物A和B会逐渐转化为生成物C和D。
在反应进行的过程中,生成物C和D也会逐渐转化为反应物A和B。
当反应达到化学平衡时,反应物A和B以反应生成物C和D的速率转化为生成物,同时生成物C和D以相同的速率转化为反应物A和B。
在化学平衡状态下,反应物和生成物之间的反应速率相等,这使得反应体系保持着稳定的状态。
这种动态平衡的状态是由反应物和生成物之间的相互转化而实现的。
2.平衡常数化学平衡的特征可以用平衡常数来描述。
化学平衡( 化学平衡状态 )【归纳与整理】一、可逆反应1.概念:在 条件下,既能向 方向进行,同时又能向 方向进行的反应称为可逆反应。
2.表示:采用表示,如:Cl 2 + H 2O H + +Cl - + HClO3.特点:可逆反应在同一体系中同时进行。
可逆反应进行一段时间后,一定会达到 状态二、化学平衡状态在 下的 反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的 (溶液中表现为 )保持恒定的状态。
在平衡时,反应物和生成物均处于 中,反应条件不变,反应混合物的所有反应物和生成物的 或 保持不变三、化学平衡的特征1.逆:研究对象必须是 反应2.动:化学平衡是 平衡,即当反应达到平衡时,正反应和逆反应仍都在进行(可通过证明)3.等:正反应速率等于逆反应速率>04.定:反应混合物中,各组分的 或 保持一定5.变:化学平衡状态是有条件的、相对的、暂时的,改变影响平衡的条件,平衡会被破坏,直至达到新的平衡。
6.同:在恒温恒容时,根据化学方程式的化学计量关系,采用极限思维的方法,换算成反应物或生成物后,若对应各物质的物质的量相同时,达到平衡后平衡状态相同。
无论投料从反应物开始、从生成物开始、还是从反应物和生成物同时开始。
四、化学平衡的标志1.本质标志对给定的反应:mA + nB pC + qD (A 、B 、C 、D 均为气体),当v 正 = v 逆时,有: 即:q'v p 'v n 'v m 'v q v p v n v m v D C B A D C B A =======2.等价标志平衡的标志(1)可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。
(2)体系中各组成的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。
(3)对同一物质,单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等。
(4)对同一反应而言,一种物质所代表的正反应速率,和另一物质所代表的逆反应速率的比值等于它们的化学方程式中化学计量数之比。
3.特殊标志“特殊标志”是指在特定环境、特定反应中,能间接衡量某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志。
离开上述界定,它们不能作为一般反应是否达到化学平衡的判断依据。
(1)压强① 对于反应前后气态物质化学计量数有变化的可逆反应,当体系总压强不变时,可逆反应 处于化学平衡状态。
如:N 2(g)+3H 23(g)、2NO 22O 4(g)、2SO 2(g)+O 23(g)、C(s)+H 22(g)等。
② 对于化学反应前后气体的化学计量数没有变化的可逆反应,当体系总压强不变时,可逆反应 处于化学平衡状态。
如:H 2(g)+I 2(g)2HI(g)、CO(g)+H 22(g)+H 2(g)等。
(2)气体平均摩尔质量 数学表达式:g gg n m M =① 均为气体参与的可逆反应:当△n(g)≠0, M 一定时,可逆反应 处于化学平衡. 如N 2(g)+3H 23(g)、 2NO 22O 4(g)、2SO 2(g)+O 23(g)当△n(g)=0,M 为一定时,可逆反应 处于化学平衡。
如:H 2(g)+I 2、CO(g)+H 22(g)+H 2(g)② 有非气体参与的可逆反应,需具体问题具体分析:C(s)+H 22(g) 根据①进行判断CaO(s)+CO 23(s) 根据①进行判断mol g )M g /30(=反应物2NH 3(g)+CO 2(g) 2)2(s)+H 2O(g)mol g )M g /30(≠反应物(3)气体密度 若各物质 均为气体数学表达式: g gv m =g ρ恒容:ρ总为恒值,不能作平衡标志①各组分均为气体 △n(g)=0. ρ总为恒值,不能作平衡标志△n(g)≠0. ρ为一定值时,则可作为标志恒容:ρ为一定值时,一般可作标志恒压:△n(g)=0. ρ为一定值时,一般可作标志(4)体系中气体的颜色有色气体参加反应的平衡体系的颜色观察,往往与观察的角度和具体的操作方法有关。
〖例1〗如右图所示,针筒中充有50mLNO 2(2NO 2 2O 4),并建立了相应的平衡。
⑴当迅速地将针筒里的气体压缩至25mL ,此时从a 方向观察到的混合体系的颜色 变化是 ;若从b 方向观察到的颜色变化是 。
试通过分析,说明从a 、b 不同角度观察到的颜色变化表征了何种物理量在此加压过程中的变化特点:a 方向 ,b 方向 。
⑵若缓缓将针筒里的气体压缩至25mL ,则从a 方向观察到的颜色变化是 。
⑶若在⑴操作条件下所得平衡体系的平均相对分子质量为M 1;⑵的操作条件下的平衡体系的平均相对分子质量为M 2,则M 1和M 2的关系是M 1 M 2。
〖例2〗在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N 2+3H 3。
该反应达到平衡的标志是________________A .3v(H 2,正)=2v(NH 3,逆)B .单位时间生成m mol N 2的同时生成3m mol H 2C .N 2、H 2、NH 3各物质浓度不再随时间而变化D .容器内的总压强不再随时间而变化E .混合气体的密度不再随时间变化F .单位时间内N-H 键的形成和断开的数目相等G .N 2、H 2、NH 3的分子数之比为1∶3∶2H .2c(N 2)=c(NH 3)〖例3〗下列方法中可以证明2+I 2(g)已达平衡的是________________A .单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI恒压: ②部分组分为非气视线:a 方向B .一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂C .分子组成HI%=I 2%C .速率v(H 2)=v(I 2)=v(HI)/2E .c(HI)∶c(H 2) ∶c(I 2)=2 ∶1 ∶1F .温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化G .条件一定,混合气体的平均分子质量不再发生变化H .温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化I .温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化〖例4〗下列说法中能说明2NO 2O 4已达到平衡状态的是_________A .温度和体积一定时,容器内压强不再变化B .温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化C .条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化D .温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化E .温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化【基本练习】1.当反应2SO 2 + O 3达到平衡后,向容器中加入一定量的18O 2,经过一段时间后18O 存在于A .SO 3中B .剩余的O 2中C .剩余的SO 2中D .SO 2、SO 3、O 2中都有2.(2000年春,20)在一定温度下,反应A 2(g)十B 2(g) 达到平衡的标志是:( )A .单位时间生成n mol 的A 2同时生成n mol 的ABB .容器内的总压强不随时间变化C .单位时间生成2n mol 的AB 同时生成n mol 的B 2D .单位时间生成n mol 的A 2同时生成n mol 的B 23.可逆反应:2NO 2 在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成n molO 2的同时生成2n molNO 2②单位时间内生成n molO 2 的同时,生成2n mol NO③用NO 2、NO 、O 2 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥ 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A. ①④⑥B.②③⑤C.①③④D. ①②③④⑤⑥3.在等温等容的条件下,能说明A (s )+ 2B (g (g )+ D (g )达到平衡状态的标志是A .体系的总压B .混合气体的平均分子量C .反应物B 的浓度D .混合气体的总物质的量4.可逆反应2SO 2 + O 2 3,正反应速度分别用2SO v 、2O v 、3SO v [mol·L -1·min -1]表示,逆反应速度分别用2'SO v 、2'O v 、3'SO v [mol·L -1·min -1]表示。
当达到平衡时正确的关系是A .2SO v = 3'SO vB .2'O v =2SO vC .2'O v =3'21SO v D .2SO v =23'SO v 5.恒温、恒压下,n molA 和1molB 在一个容积可变的容器中发生如下反应:A(g) + 2B(g)一段时间后达到平衡,生成amolC 。
则下列说法中正确的是:A .物质A 、B 的转化率之比为1 : 2B .当v 正A .=2v 逆(C) 时,可断定反应达到平衡C .若起始时放入3nmolA 和3molB ,则达平衡时生成3amolCD .起始时刻和达平衡后容器中的压强比为(1+n ):(1+n-2a )6.有可逆反应C(g) + H 2O H 2(g) + CO(g) 处于平衡状态,当平衡向左移动时,混和气体相对平均分子量变化正确的是下列选项中的A .增大B .减小C .不变D .前三种均有可能7.反应:NH 3(g )+CO 2(g 2)2(s )+H 2O (g )已达平衡。
若增大压强,平衡移动,但混合气体的平均相对分子质量不变。
下列说法正确的是A .原混合气体的平均相对分子质量为30B .原混合气体的平均相对分子质量为28C .起始时,NH 3与CO 2的体积比为13:14D .起始时,NH 3与CO 2的体积比为14:15参考答案1【解析】C2【解析】A3【解析】BC4【解析】A5【解析】C ,6【解析】D7【解析】A。