跟踪检测(二十三) 化学平衡状态 化学平衡移动
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化学平衡移动的原理及应用1. 原理化学平衡是指在化学反应中,反应物和生成物的浓度达到一种稳定状态的情况。
当这种稳定状态出现移动时,即反应物和生成物重新达到新的平衡浓度,这个现象被称为化学平衡移动。
化学平衡移动的原理是基于平衡常数和Le Chatelier定律。
1.1 平衡常数平衡常数(K)是用来描述化学反应平衡程度的指标。
对于一个化学反应的平衡表达式:A +B ⇌C + D平衡常数定义为:K = \(\frac{[C][D]}{[A][B]}\),其中方括号表示该物质的浓度。
平衡常数决定了化学反应正向和逆向反应的相对速度和平衡位置。
1.2 Le Chatelier定律Le Chatelier定律是一条描述化学平衡移动的规律。
它说到,当化学系统处于平衡状态时,如果受到外界影响,系统将调整自身以抵消这种影响,以达到新的平衡。
根据Le Chatelier定律,当一个化学系统受到扰动时,系统会对扰动做出反应。
具体来说,当增加了反应物浓度,反应会向生成物方向移动,以减少反应物浓度;相反,当增加了生成物浓度,反应会向反应物方向移动,以减少生成物浓度。
2. 应用化学平衡移动的原理可以应用于许多实际情况中,下面列举了几个常见的应用案例。
2.1 工业生产在工业生产中,化学反应平衡移动的原理可以用于控制反应的进程,以提高产品产率和纯度。
例如,在氨的制备过程中,通过改变反应物氮气和氢气的浓度,可以调节反应平衡位置,从而增加氨的产量。
2.2 环境保护化学平衡移动的原理也可以用于环境保护。
例如,在水体中存在大量的二氧化碳,导致水体呈酸性。
通过向水体中注入石灰,可以增加水中的碳酸钙浓度,从而减少水体的酸性,达到pH值的调节。
2.3 医药领域在医药领域,化学平衡移动的原理常常用于药物的设计和优化。
通过调节药物反应的平衡位置,可以控制药效和药物的副作用。
例如,某些药物的平衡常数可以在一定范围内调整,以增加药物的溶解度和稳定性。
化学化学平衡的移动化学平衡的移动在化学反应中,当反应物转变为生成物时,常常会达到一个平衡状态。
这种平衡状态被称为化学平衡。
化学平衡的移动是指反应条件发生变化时平衡位置会发生移动的现象。
平衡常数化学平衡的移动与平衡常数密切相关。
平衡常数是用来衡量化学反应的反应物和生成物在化学平衡时的浓度之比的数值。
对于一个一般的化学平衡反应:aA + bB ⇌ cC + dD其平衡常数表达式为:Kc = [C]c[D]d / [A]a[B]b其中,[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。
根据平衡常数的数值,可以判断反应在平衡时的偏向性。
影响化学平衡的因素化学平衡的移动可以受到多种因素的影响。
下面将介绍几个常见的影响因素:1. 浓度变化:当某个反应物或生成物的浓度发生变化时,根据Le Chatelier原理,系统会倾向于减小浓度变化的一方。
即,如果浓度增加,平衡位置会向生成物的一侧移动,以减小浓度差;而如果浓度减小,则平衡位置会向反应物的一侧移动。
2. 压强变化:对于涉及气体的反应,压强变化也可以影响平衡位置的移动。
如果压强增加,平衡位置会朝向产生成分子较少的一侧移动,以减小总体压强;如果压强减小,则平衡位置会向生成物较多的一侧移动。
3. 温度变化:温度的变化是最常见也是最重要的影响平衡位置移动的因素。
对于热力学上的反应,当温度升高时,平衡位置会向吸热反应的一侧移动,以吸收多余的热量;当温度降低时,平衡位置会向放热反应的一侧移动,以释放多余的热量。
4. 催化剂的使用:催化剂是一种可以改变反应速率但不参与反应的物质。
催化剂的加入会改变反应机理和反应速率,但不会改变平衡位置。
因此,催化剂对平衡位置的移动没有直接影响。
总结化学平衡的移动是一个动态过程,在不同的反应条件下,平衡位置会发生移动以达到新的平衡状态。
浓度变化、压强变化和温度变化是常见的影响因素,而催化剂则对平衡位置的移动没有直接影响。
化学平衡的移动与平衡常数化学平衡是指在反应物和生成物之间达到动态平衡的状态,其中反应物被转化为生成物,而生成物又被转化回反应物。
在这个过程中,反应物和生成物的浓度会发生变化,而平衡常数则是用来描述反应物与生成物之间浓度比例的一个重要指标。
一、化学平衡的移动方向在化学平衡下,反应物和生成物的浓度通常会发生变化,移动的方向取决于浓度的变化趋势。
根据勒夏特列原理,如果在系统中添加了物质或者改变了温度、压力等条件,平衡反应会重新调整以适应这些改变,使得系统保持稳定。
1. 浓度变化引起的平衡移动当我们向平衡反应的反应体系中添加了更多的反应物,反应会朝着生成物的方向移动,以减小反应物的浓度。
相反地,如果我们添加了更多的生成物,反应则会朝着反应物的方向移动,以减小生成物的浓度。
这种移动方向是为了保持平衡条件。
2. 温度变化引起的平衡移动温度对平衡反应的移动方向也有影响。
根据利用吉布斯自由能进行分析,当增加温度时,反应物中的吸热反应会被加剧,因此反应会向吸热方向移动。
相反地,当降低温度时,反应物中的放热反应会被加剧,反应会向放热方向移动。
这种移动的方向是为了维持平衡状态。
二、平衡常数的意义与计算平衡常数用来描述反应物和生成物之间浓度比例的关系。
在平衡状态下,反应物浓度与生成物浓度之间的比例由平衡常数确定。
平衡常数的大小表示了反应的偏向程度,具体计算公式如下:Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中,[A]、[B]、[C]、[D] 分别表示反应物 A、B 和生成物 C、D的浓度,a、b、c、d 分别表示它们的化学计量数。
平衡常数 Kc 的值越大,表示反应偏向生成物的方向;Kc 的值越小,则表示反应偏向反应物的方向。
三、平衡常数对化学平衡的影响平衡常数不仅反映了反应物和生成物之间的浓度比例关系,还决定了反应物和生成物的转化率。
反应物和生成物的浓度与平衡常数之间的关系可以用来预测平衡位置和反应的可逆性。
化学平衡移动的判断技巧标签:化学平衡移动;判断技巧;原理;思路化学平衡问题是高中化学中的重要内容,化学平衡移动的判断是新课标下高考的重点和难点之一,学生在解决这类问题时往往遇到困难。
影响化学反应速率、化学平衡的外界因素是反应物的温度、浓度、气体反应物的压强等因素,化学平衡的移动与反应速率的变化之间存在着内在的必然联系。
一、原理化学平衡移动的判断依据是勒夏特列原理(平衡移动原理),其内容是如果改变影响化学平衡的一个条件,平衡就会向着减弱这种改变的方向移动。
具体来说就是:增大浓度,平衡就会向着浓度减小的方向移动;减小浓度,平衡就会向着浓度增大的方向移动;增大压强,平衡就会向着压强减小的方向移动;减小压强,平衡就会向着压强增大的方向移动;升高温度,平衡就会向着吸热反应方向移动;降低温度,平衡就会向着放热反应方向移动。
总之,化学平衡移动的判断可以概括为一句话,即“反其道而行之”。
二、思路解决化学平衡移动问题的基本思路是:改变外界某一条件→正、逆反应速率发生改变(V正≠V逆)→化学平衡移动。
当一个可逆反应处于化学平衡状态时,V正=V逆,外界条件发生改变后,V正≠V逆。
当V正>V逆时,化学平衡正向移动,当V正三、举例对于某个可逆反应的化学平衡状态,在保持平衡的某一时刻改变外界条件,V正、V逆的变化有两种:①V正、V逆同时“突”变——温度、压强、催化剂的影响。
②V正、V逆其中之一“渐”变——一种成分浓度的改变。
对于可逆反应:mA(g)+nB(g⇌pC(g)+qD(g);△H1.浓度的变化(1)增大反应物浓度,反应速率的变化为:V正“突”增,V正> V逆,平衡向正方向移动。
(2)减小反应物浓度,反应速率的变化为:V正“突”减,V正(3)增大生成物浓度,反应速率的变化为:V逆“突”增,V正(4)减小生成物浓度,反应速率的变化为:V逆“突”减,V正> V逆,平衡向正方向移动。
2.压强的变化(1)当m+n>p+q时①增大压强时,反应速率的变化为:V正、V逆均增大,V正增大得“快”,V正> V逆,平衡向正方向移动。
化学平衡状态和移动方法总结:(1)化学平衡状态判断要“三关注”关注反应条件,是恒温恒容,恒温恒压,还是绝热恒容容器;关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。
(2)化学平衡判断的“两方法”①“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的减小速率和生成速率相等。
②“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。
(比如说:反应中各物质的物质的量之比,是否平衡都等于化学计量数之比)(3)不能作为“标志”的四种情况①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI (g )——H 2(g )+I 2(g )。
③全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI (g )--H 2(g )+I 2(g )。
(根据M=m ÷n 中m 和n都不变,所以M 也不变。
n 不变是因为左右化学计量数相等)④全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
(根据Þ=m ÷v 中m 和v 不变,所以p 不变。
)化学平衡的移动:外界因素对化学平衡移动的影响浓度:关键看方程式两边浓度的变化情况,就看变化后那边的浓度较小则向那边移动(例如:反应物浓度的增大或者生成物浓度的减少的反应,平衡都向正反应移动)温度:升高温度平衡向吸热方向移动,降低温度平衡向放热方向移动。
(例如:2A (g )--3B (g )+3C (g ) ΔH>0 升高温度平衡正向移动,降低温度平衡逆向移动。
)压强:看方程式两边的化学计量数的和那边大;(注意只算气体物质的计量数)若增大压强,平衡向计量数之和小的那边移动,若减小压强,平衡向计量数之和打的那边移动。
化学平衡移动的总结化学平衡是化学反应过程中,反应物与生成物浓度达到一定比例时的一种状态。
在这种状态下,反应物与生成物的浓度之间的比值保持不变,称为平衡常数。
化学平衡的移动是指改变化学平衡条件,使得反应物与生成物的浓度发生变化。
本文将对化学平衡移动进行总结,包括影响化学平衡移动的因素以及如何通过改变这些因素来移动平衡。
一、影响化学平衡移动的因素1. 温度:温度是影响化学平衡移动的重要因素之一。
根据Le Chatelier原理,当反应放热时,提高温度会使平衡向反应物一侧移动,反之则向生成物一侧移动。
这是因为提高温度会增加反应物的动能,促使反应向吸热方向进行,从而使平衡移动。
2. 压力(或浓度):对于气体反应,压力的改变会影响化学平衡的移动方向。
当压力增加时,平衡会向压力较小的一侧移动,以减小压力。
而对于溶液反应,则可以通过改变浓度来移动平衡。
增加反应物浓度会使平衡向生成物一侧移动,反之亦然。
3. 物质的添加或去除:向平衡体系中添加或去除某种物质,会导致平衡移动。
当某种物质被添加到平衡体系中时,平衡会向减少该物质的一侧移动,以恢复平衡。
而当某种物质被去除时,平衡会向补充该物质的一侧移动。
二、移动化学平衡的方法1. 温度控制:通过改变温度,可以移动化学平衡。
例如,对于放热反应,可以通过提高温度来向生成物一侧移动平衡;对于吸热反应,则可以通过降低温度来移动平衡。
2. 压力(或浓度)控制:对于气体反应,可以通过改变压力来移动平衡。
增加压力会使平衡向压力较小的一侧移动,减小压力则相反。
对于溶液反应,可以通过改变浓度来移动平衡。
增加反应物浓度会使平衡向生成物一侧移动,减小反应物浓度则相反。
3. 物质的添加或去除:通过向平衡体系中添加或去除物质,可以移动平衡。
添加某种物质会使平衡向减少该物质的一侧移动,去除某种物质则相反。
三、案例分析1. 铵氨水的制备:铵氨水(氨水和铵盐的混合物)可以通过以下反应制备:NH3(g) + H2O(l) ⇌ NH4OH(aq)在该反应中,平衡向生成物一侧移动。
化学平衡的移动规律化学平衡是指在一个封闭体系中,反应物和生成物之间的摩尔比例保持不变的状态。
在化学平衡中,反应物和生成物之间发生反应,但是反应速率达到了一个平衡状态,反应物和生成物的浓度不再发生变化。
化学平衡的移动规律是指在影响平衡状态的各种因素下,平衡会如何移动以保持摩尔比例不变。
1. 浓度变化对平衡的影响在一个封闭系统中的化学平衡中,改变反应物或生成物的浓度会导致平衡向着某个方向移动。
根据“Le Chatelier原理”,当反应物的浓度增加时,平衡会向生成物的方向移动,以减少反应物的过剩。
相反,如果生成物的浓度增加,平衡会向反应物的方向移动,以减少生成物的过剩。
例如,对于以下反应:A +B ↔C + D当A和B的浓度增加时,平衡会向C和D的方向移动,以增加生成物C和D的浓度。
相反,当C和D的浓度增加时,平衡会向A和B的方向移动,以增加反应物A和B的浓度。
2. 温度变化对平衡的影响改变平衡反应的温度会对平衡的移动方向产生影响。
在一般情况下,增加温度会导致平衡向吸热反应的方向移动,以吸收多余的热量并降低温度。
相反,降低温度会导致平衡向放热反应的方向移动,以释放多余的热量并提高温度。
例如,对于以下反应:A +B ↔C +D ΔH<0(吸热反应)增加温度会导致平衡向生成物C和D的方向移动,以吸收更多的热量并降低温度。
相反,降低温度会导致平衡向反应物A和B的方向移动,以释放多余的热量并提高温度。
3. 压力/体积变化对平衡的影响改变平衡反应的压力或体积会对平衡的移动方向产生影响。
在一般情况下,增加压力或减小体积会导致平衡向压力较小的一方移动,以减少压力差。
相反,降低压力或增加体积会导致平衡向压力较大的一方移动,以增加压力差。
例如,对于以下反应:A +B ↔C + D增加压力或减小体积会导致平衡向分子数较少的反应物A和B的方向移动,以减少压力差。
相反,降低压力或增加体积会导致平衡向分子数较多的生成物C和D的方向移动,以增加压力差。
化学平衡移动的总结化学平衡是指在一个封闭系统中,反应物和生成物在反应过程中达到一定比例的状态。
这个比例是由反应物的浓度和生成物的浓度决定的,称为平衡常数。
当平衡常数的值大于1时,反应偏向生成物的生成;当平衡常数的值小于1时,反应偏向反应物的生成。
化学平衡是化学反应中的一个重要概念,它可以帮助我们理解反应的趋势和速率。
在化学平衡中,反应物和生成物之间存在着动态平衡,即反应物和生成物的浓度在一定条件下保持不变。
这种平衡是由反应物和生成物之间的反应速率相等所决定的。
化学平衡的移动是指改变反应条件,使反应偏向反应物或生成物的生成。
这可以通过改变温度、压力、浓度和催化剂等因素来实现。
温度是影响化学平衡移动的重要因素之一。
根据Le Chatelier原理,当增加温度时,反应平衡会偏向吸热反应,即反应物的生成。
相反,当降低温度时,反应平衡会偏向放热反应,即生成物的生成。
这是因为在吸热反应中,增加温度可以提供所需的能量,促使反应向生成物方向进行;而在放热反应中,降低温度可以减少能量释放,使反应趋向于反应物的生成。
压力也可以影响化学平衡的移动。
对于气相反应来说,增加压力可以促使反应平衡偏向生成物的生成,因为增加压力会使分子间的碰撞频率增加,从而增加生成物的生成速率。
相反,降低压力会减少碰撞频率,使反应偏向反应物的生成。
需要注意的是,对于液相和固相反应来说,压力的变化对反应平衡几乎没有影响。
浓度也是影响化学平衡移动的重要因素之一。
增加反应物的浓度可以促使反应平衡偏向生成物的生成,因为增加反应物的浓度会增加反应物之间的碰撞频率,从而增加生成物的生成速率。
相反,增加生成物的浓度会减少生成物之间的碰撞频率,使反应偏向反应物的生成。
需要注意的是,对于液相和固相反应来说,浓度的变化对反应平衡几乎没有影响。
催化剂是一种可以影响化学平衡移动的物质。
催化剂可以降低反应的活化能,从而加快反应速率。
通过提供新的反应途径,催化剂可以使反应偏向生成物的生成,而不改变反应平衡的位置。
化学平衡移动方向的判断方法化学平衡是指在封闭系统中,化学反应达到动态平衡时,反应物和生成物之间的浓度、压强和物质的分子数等保持一定比例的状态。
在化学平衡中,虽然反应物和生成物的浓度不再发生变化,但仍然存在微小的反应速度,这种微小的反应速度称为平衡反应速度,该速度的正负决定了化学平衡的移动方向。
判断化学平衡移动方向的方法主要有:1. 利用Le Chatelier原理:Le Chatelier原理是用来描述化学平衡系统中,当系统受到外界扰动时,会出现倾向性反应的原理。
根据Le Chatelier原理,当外界对平衡系统施加压力时,系统会倾向于减少压力;当外界对平衡系统提供活性物质(例如反应物或生成物)时,系统会倾向于增加反应速度。
例如,在气相中,当系统的压力增加时,平衡系统会移动到减少分子数的方向,以减小系统的压力。
反之,当系统的压力减小时,平衡系统会移动到增加分子数的方向,以增加系统的压力。
这是因为减少分子数会导致压力减小,而增加分子数会导致压力增大。
2. 利用Gibbs自由能变化(∆G):Gibbs自由能变化(∆G)是描述平衡反应的方向和速率的重要参数。
根据Gibbs自由能的定义,当∆G < 0时,反应朝着生成物方向移动,即反应是自发进行的;当∆G > 0时,反应朝着反应物方向移动,即反应不是自发进行的;当∆G = 0时,反应处于动态平衡状态。
需要注意的是,Gibbs自由能与反应物和生成物浓度之间的关系可以用Gibbs-Helmholtz方程表示:∆G=∆H-T∆S其中,∆H为反应的焓变,T为温度,∆S为反应的熵变。
当求得的∆G<0时,反应朝着生成物方向移动;反之,当∆G>0时,反应朝着反应物方向移动。
3.利用平衡常数(K):平衡常数K是描述化学平衡的定量指标。
K=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b其中,[]表示物质的浓度或压力。
当K>1时,反应朝着生成物方向移动,生成物浓度增大;当K<1时,反应朝着反应物方向移动,反应物浓度增大;当K=1时,反应处于动态平衡状态。
化学平衡的移动方向计算方法化学平衡是化学反应达到动态平衡时的状态。
在平衡状态下,反应物和生成物的浓度保持稳定,但这并不意味着反应物和生成物的浓度一定相等。
根据Le Chatelier原理,当外界因素引起平衡发生变化时,反应会向着减少这种变化的方向移动,以重新建立平衡。
为了计算化学平衡的移动方向,下面将介绍两种常见的方法。
一、用平衡常数计算移动方向平衡常数是用来描述反应物和生成物浓度之间的关系的数值。
对于一般的化学反应:aA + bB ⇌ cC + dD平衡常数Kc的计算公式为:Kc = [C]c[D]d / [A]a[B]b其中,[A]、[B]、[C]、[D]分别代表反应物A、B和生成物C、D的浓度。
根据平衡常数的计算公式,当Kc > 1时,说明生成物的浓度较高,反应朝着生成物的方向移动;当Kc < 1时,说明反应物的浓度较高,反应朝着反应物的方向移动;当Kc = 1时,反应物和生成物的浓度相等,反应处于平衡状态。
二、用Gibbs自由能计算移动方向Gibbs自由能是描述系统熵变和焓变的重要物理量,用来判断反应是否可逆。
对于化学反应:aA + bB ⇌ cC + dD反应的标准Gibbs自由能变化ΔG是用来判断反应方向的指标。
计算公式如下:ΔG = ΔG° + RTlnQ其中,ΔG°是反应在标准状况下(温度为298K,气压为1 atm)的标准Gibbs自由能变化;R是理想气体常数,T是温度(单位为K);Q是反应的反应物和生成物的活度积。
当ΔG < 0时,反应是可逆的,即反应朝着生成物的方向移动;当ΔG > 0时,反应不可逆,反应朝着反应物的方向移动;当ΔG = 0时,反应处于平衡状态。
需要注意的是,上述两种方法只适用于理想情况下的计算。
在实际情况中,由于温度、压力等条件的变化,反应会受到额外的影响,因此需要结合实验数据和经验进行综合判断。
综上所述,化学平衡的移动方向可以通过平衡常数和Gibbs自由能进行计算。
化学平衡的移动【学习目标】1、通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响;2、能利用相关理论解释外界条件对平衡移动的影响。
【要点梳理】要点一、化学平衡移动1.定义。
化学平衡研究的对象是可逆反应,化学平衡是有条件的动态平衡,在一定条件下才能保持平衡状态,当影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度)改变时,原平衡就会被破坏,反应混合物里各组分的含量会随之改变,引起v 正≠v 逆,然后在新条件下重新建立平衡。
这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。
2.原因。
化学平衡移动的原因是反应条件的改变,移动的结果是正、逆反应速率发生变化,平衡混合物中各组分的含量发生相应的变化。
3.标志。
(1)从反应速率来看:如有v 正=v 逆,到v 正≠v 逆,再到v 正'=v 逆',有这样的过程表明化学平衡发生了移动。
(2)从混合物组成来看:各组分的含量从保持一定到条件改变时含量发生变化,最后在新条件下各组分的含量保持新的一定,同样表明化学平衡发生了移动。
4.方向。
平衡移动的方向由v (正)、v (逆)的相对大小来决定:(1)若外界条件的改变引起v (正)>v (逆),则化学平衡将向正反应方向(或向右)移动。
(2)若外界条件的改变引起v ((正)<v (逆),则化学平衡将向逆反应方向(或向左)移动。
(3)若外界条件的改变虽引起v (正)和v (逆)的变化,但v (正)和v (逆)仍保持相等,则称化学平衡不发生移动(或没有被破坏)。
要点诠释:平衡移动过程可表示为:一定条件下的化学平衡−−−−→条件改变平衡被破坏−−−−−→一定时间后新条件下的新化学平衡 V (正)=v (逆) v (正)≠v (逆) v '(正)=v '(逆)各组分的含量保持不变→各组分的含量不断变化→各组分的含量又保持不变要点二、外界条件对化学平衡的影响1.浓度对化学平衡的影响。
(1)规律:其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使化学平衡向着正反应的方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使化学平衡向着逆反应的方向移动。
化学平衡的移动与平衡常数计算在化学反应中,当反应物转化为生成物时,系统会逐渐达到平衡状态。
在平衡状态下,反应物和生成物的浓度不再发生变化,达到了动态平衡。
通过了解化学平衡的移动和平衡常数的计算,可以更好地理解和应用化学反应。
一、化学平衡的移动化学平衡的移动是指平衡反应中反应物和生成物浓度发生变化时,平衡位置的改变。
根据利奥-居里斯定律,当增加反应物浓度或减少生成物浓度时,平衡会向生成物一侧移动;相反,当减少反应物浓度或增加生成物浓度时,平衡会向反应物一侧移动。
这种移动是为了维持平衡系统的稳定。
对于普通的化学反应,可以通过改变温度、压力、浓度和溶液的pH值等条件来移动化学平衡。
例如,当某一反应物的浓度增加时,平衡会向生成物一侧移动以减少反应物浓度至平衡浓度;当某一生成物的浓度增加时,平衡会向反应物一侧移动以减少生成物浓度至平衡浓度。
化学平衡的移动对于工业生产和实验室合成等方面有重要意义。
通过合理地调节反应条件,可以改变化学平衡的移动方向,从而增加所需产物的产量或改善反应速率。
二、平衡常数的计算平衡常数是用来衡量化学平衡的移动程度和平衡位置的指标。
对于一个化学反应方程式:aA + bB ⇌ cC + dD,平衡常数Kc定义为生成物浓度的乘积除以反应物浓度的乘积的比值,即Kc = [C]c[D]d / [A]a[B]b。
在计算平衡常数时,需要知道各物质的浓度,在化学平衡的条件下,这些浓度都应该是平衡时的浓度。
平衡常数可以反映出体系达到平衡时各物质的浓度关系,Kc的值与反应物和生成物的浓度之间的比例关系有关。
根据平衡常数,可以得出一些有用的信息。
当Kc大于1时,表示生成物浓度较高,平衡反应向右移动,生成物较多;当Kc小于1时,表示反应物浓度较高,平衡反应向左移动,反应物较多。
当Kc接近于1时,表示反应物和生成物浓度在平衡时接近相等。
需要注意的是,平衡常数Kc只与温度有关,与浓度无关。
这意味着无论初始浓度如何,当体系达到平衡时,反应物和生成物的浓度之比始终等于Kc。
化学平衡与平衡移动化学反应中的平衡是指在一定条件下,反应物和生成物之间的浓度或压力保持恒定的状态。
在平衡状态下,反应物和生成物的摩尔比例保持不变。
这种平衡状态可以通过平衡常数(K)来描述,反应的物质浓度或压力决定了平衡常数的大小。
而平衡移动则是指改变平衡条件,导致平衡位置发生变化的过程。
化学平衡是化学反应达到动态平衡的结果。
在平衡状态下,反应的正向速率等于反向速率,且反应物和生成物之间的浓度或压力保持不变。
平衡常数(K)可以用来描述一个反应的平衡位置。
在理想气体状态下,平衡常数可以通过物质的分压求得,而在液体或固体中,则通过物质的浓度来计算。
在平衡状态下,改变温度、浓度、压力或添加催化剂等因素会导致平衡位置移动,这就是平衡移动的概念。
通过改变某个条件或者多个条件,可以使平衡反应向正向或反向移动,从而影响平衡位置。
下面我们来具体探讨一下这些条件对平衡移动的影响。
首先,温度改变对平衡移动的影响是最为显著的。
根据热力学第一定律,温度变化会导致反应热发生变化。
当我们增加温度时,反应热增加,平衡常数变大,平衡位置向生成物方向移动,反之亦然。
这可以通过海森堡原理和平衡常数的关系来解释。
海森堡原理指出,在一定温度下,热量的增加会使得体系趋向于吸收热量,也就是平衡位置向吸热反应的方向移动。
因此,通过调节温度可以改变平衡反应的位置。
其次,浓度对平衡移动的影响也是十分重要的。
根据勒谢特列的原理,当我们增加反应物的浓度时,平衡位置会向生成物方向移动,反之亦然。
这是因为增加反应物浓度会增加反应前向方向的反应速率,从而使得平衡位置向正向移动。
相反,增加生成物浓度会增加反应反向方向的速率,导致平衡位置向反向移动。
通过改变反应物或生成物的浓度比例,我们可以控制平衡位置的移动。
压力的改变也会影响平衡移动。
对于气相反应来说,当我们增加系统的总压力时,平衡会向压力减小的一侧移动。
这是由于高压下分子之间的碰撞频率增加,反应速率也相应增加,使得平衡位置向反应物较少的一侧移动。
课时跟踪检测二十二化学平衡状态化学平衡的移动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2017届保定市高阳中学月考)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )A.黄绿色的氯水光照后颜色变浅B.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅C.对于反应2(g)+I2(g) ΔH>0,缩小容器的体积可使颜色变深D.打开冰镇啤酒瓶,把啤酒倒入玻璃杯中,杯中立即泛起大量泡沫解析:A项氯水中存在平衡Cl2+H2+HClO,光照HClO分解,使平衡右移,溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理解释;B项存在平衡2NO22O4,加压体积减小,浓度增大,使颜色变深,平衡向右移动,使气体颜色变浅,能用勒夏特列原理解释;C项缩小容器体积,对平衡不产生影响,平衡不移动,但浓度增大,容器内颜色变深,不能用勒夏特列原理解释;D项CO2气体是在加压下溶解在啤酒中的,存在平衡CO2+H22CO3,打开瓶盖,压强减小,使CO2的溶解平衡逆向移动,产生大量气泡,能用勒夏特列原理解释。
答案:C2.(2017届浙江省浦江县模拟)放热的可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法不正确的是( )A.反应物的浓度一定等于生成物的浓度B.反应体系中压强恒定C.反应体系中混合物的组成保持不变D.反应体系中温度不变解析:放热的可逆反应,达到平衡时,反应物与生成物的浓度不一定相等,A项错误;可逆反应达到平衡时,正逆反应速率相等,气体分子数保持不变,反应体系中压强恒定,混合物的组成保持不变,反应体系中温度不变,B、C、D项正确。
答案:A3.(2017届保定市定兴三中月考)在密闭容器中,一定条件下,进行反应:NO(g)+12N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.2 kJ·mol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强解析:该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO的转化率降低,A项不符合题意;加入催化剂能加快反应速率,该反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡向右移动,NO 的转化率增大,B 项符合题意;升高温度,平衡逆向移动,NO 转化率降低,通入N 2平衡逆向移动,也使NO 转化率降低,C 项不符合题意;降低温度,反应速率减慢,D 项不符合题意。
跟踪检测(二十三)化学平衡状态化学平衡移动1.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是()A.溴水中有平衡:Br2+H2O HBr+HBrO,加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅B.合成NH3反应,为提高NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施C.氯气在水中的溶解度大于在饱和食盐水中的溶解度D.对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深解析:选D加入AgNO3溶液后,生成AgBr沉淀,c(Br-)降低,平衡向右移动,c(Br2)降低,溶液颜色变浅,可以用勒夏特列原理解释,A不符合题意;对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,有利于提高氨的产率,可以用勒夏特列原理解释,B不符合题意;氯气和水反应生成盐酸和次氯酸是一个可逆反应,饱和食盐水中Cl-的浓度较大,使平衡左移,会降低氯气在饱和食盐水中的溶解度,可以用勒夏特列原理解释,C不符合题意;反应中c(NO2)增大,颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意。
2.反应2A(g)2B(g)+E(g)ΔH=Q kJ·mol-1(Q>0),达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是()A.缩小体积加压B.扩大体积减压C.增加E的浓度D.降温解析:选D缩小体积加压,平衡逆向移动,A的浓度增大,但正反应速率也增大,A 错误;扩大体积减压,平衡正向移动,正反应速率降低,但A的浓度也减小,B错误;增加E的浓度,平衡逆向移动,A的浓度增大,但正反应速率增大,C错误;降温,正反应速率降低,且平衡逆向移动,A的浓度增大,D正确。
3.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6 kJ·mol-1。
恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是() A.气体的质量不再改变B.氯化氢的转化率不再改变C.断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键D.n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2解析:选B反应物和生成物均为气体,气体的总质量始终不变,A错误;反应正向进行时,HCl的转化率升高;反应逆向进行时,HCl的转化率降低,当HCl的转化率不再改变时,可以说明可逆反应达到平衡状态,B正确;断开4 mol H—Cl键和生成4 mol H—O 键均表示正反应方向的反应速率,不能据此判断反应是否达到平衡状态,C错误;达到平衡状态时,各反应物和生成物的物质的量保持不变,但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比,D 错误。
4.一定温度下,某容器中加入足量碳酸钙,发生反应CaCO 3(s)CaO(s)+CO 2(g)达到平衡,下列说法正确的是 ( )A .将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO 2的浓度为原来的2倍B .增加CaCO 3(s)的量,平衡正向移动,CO 2的浓度增大C .将体积增大为原来的2倍,再次达到平衡时,气体密度不变D .保持容器体积不变,充入He ,平衡向逆反应方向进行解析:选C 该反应的化学平衡常数K =c (CO 2),改变容器容积,平衡常数K 不变,即达到平衡时c (CO 2)不变,故A 错误,C 正确;CaCO 3是固体,增加固体的量,平衡不移动,CO 2的浓度不变,B 错误;保持容器的容积不变,充入He ,气体的浓度不变,则平衡不移动,D 错误。
5.(2018·亳州第二次联考)在t ℃时,向a L 密闭容器中加入1.6 mol HI(g),发生反应2HI(g) H 2(g)+I 2(g) ΔH >0,H 2的物质的量随时间的变化如图所示,下列有关说法中正确的是 ( )A .平衡时,I 2蒸气的体积分数为25%B .若在1.5 min 时降低温度,则反应将向左进行C .平衡后若升高温度,v 正增大,v 逆减小D .平衡后向容器中加入一定量的H 2后,平衡向左移动,H 2的体积分数减小解析:选A 该反应反应前后气体体积不变,由图可知,平衡时n (H 2)=0.4 mol ,则有n (I 2)=0.4 mol ,故I 2蒸气的体积分数为0.4 mol 1.6 mol×100%=25%,A 正确;1.5 min 时反应未达到平衡状态,降低温度,反应速率减慢,但反应仍向右进行,直至平衡,B 错误;平衡后若升高温度,v 正、v 逆均增大,但v 正增大的程度大于v 逆,平衡向右移动,C 错误;平衡后加入H 2,平衡向左移动,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡后,c (H 2)仍比原来大,则新平衡后H 2的体积分数增大,D 错误。
6.在容积均为1 L 的三个密闭容器中,分别放入铁粉并充入1 mol CO ,控制在不同温度下发生反应:Fe(s)+5CO(g) Fe(CO)5(g),当反应进行到5 min 时,测得CO 的体积分数与温度的关系如图所示。
下列说法一定正确的是 ( )A .反应进行到5 min 时,b 容器中v (正)=v (逆)B .正反应为吸热反应,平衡常数:K (T 1)>K (T 2)C .b 中v (正)大于a 中v (逆)D .达到平衡时,a 、b 、c 中CO 的转化率为b>c>a解析:选C 根据图像可知,随着温度的升高,φ(CO)先减小后增大,若三个容器都未达到平衡状态,则应该是随着温度的升高,φ(CO)一直减小,但b 容器中φ(CO)小于c 容器,所以可以确定反应在T2到T3之间,先达到了平衡状态,然后随着温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以可知该反应的正反应为放热反应,B项错误。
若三个容器都达到平衡状态,因为是放热反应,a容器的φ(CO)应小于b容器,但实际上a容器的φ(CO)大于b容器,所以确定a容器还未达到平衡状态,b容器不确定,所以v(正)、v(逆)不一定相等,A项错误。
a容器中反应还没达到平衡,反应向正反应方向进行,所以v a(正)>v a(逆);因b容器的温度高于a容器的温度,所以相同时间内,v b(正)>v a(正),所以v b(正)>v a(逆),C项正确。
因为该反应是放热反应,所以三容器达到平衡时,CO的转化率为a>b>c,D项错误。
7.(2018·淮北一模)已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色)ΔH<0。
将一定量的NO2充入注射器中并密封,改变活塞位置的过程中,气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深,透光率越小)。
下列说法不正确的是()A.b点达到平衡状态B.b点与a点相比,c(NO2)、c(N2O4)均减小C.d点:v(正)<v(逆)D.若在c点将温度降低,其透光率将增大解析:选B曲线a→b段透光率不变,说明c(NO2)保持不变,故b点达到平衡状态,A正确;a、b两点的透光率相等,说明这两点中c(NO2)、c(N2O4)分别相等,且保持不变,B错误;由图可知,d点后透光率逐渐下降,说明c(NO2)逐渐增大,平衡逆向移动,则有v(正)<v(逆),C正确;c点降温,平衡正向移动,c(NO2)减小,则透光率将增大,D正确。
8.在恒容密闭容器中通入A、B两种气体,一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)ΔH>0。
达到平衡后,改变一个条件(x),下列量(y)一定符合下图曲线的是()解析:选A A项,当通入A气体时,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大,正确;B项,加入催化剂只能改变反应速率,平衡不移动,A的体积分数不变,错误;C项,增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误;D项,正反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误。
9.(2018·大庆一模)一定量的混合气体在密闭容器中发生反应x A(g)+y B(g)z C(g),达到平衡后测得A的浓度为0.5 mol·L-1,保持温度不变,将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后,测得A的浓度为0.8 mol·L-1,则下列叙述正确的是()A.平衡向正反应方向移动B.x+y<zC.B的物质的量浓度减小D.C的体积分数降低解析:选A压缩容器的容积时体系压强增大,假设平衡不移动,A的浓度应为1 mol·L -1,但再次平衡后小于1 mol·L-1,说明增大压强平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理知,x+y>z,平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,因为压缩了容器的容积,则B 的物质的量浓度增大,故A项正确,B、C、D项错误。
10.(2017·荆门调研)一定温度下,将1 mol A(g)和1 mol B(g)充入2 L密闭容器中发生反应A(g)+B(g)x C(g)+D(s),在t1时达到平衡。
在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。
下列有关说法正确的是() A.反应方程式中x=2B.t2时刻改变的条件是使用催化剂C.t3时刻改变的条件是移去少量DD.t1~t3间该反应的平衡常数不相同解析:选A t2时刻改变条件,浓度增大而平衡不移动,催化剂只改变反应速率,不影响平衡,则只能是改变容器的体积,使浓度增大且平衡不移动,所以反应前后气体体积不变,故x=2,A项正确,B项错误;由于D是固体,D的多少不影响反应速率和化学平衡,故C项错误;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故D项错误。
11.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
CO2可转化成有机物实现碳循环。
在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1) 从3 min到9 min,v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
(2) 能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)B.混合气体的密度不随时间的变化而变化C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2OD.CO2的体积分数在混合气体中保持不变(3) 平衡时CO2的转化率为________。
(4) 平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是________________________________。