高中化学精讲化学平衡
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高中化学的归纳化学平衡中的酸碱平衡与离子平衡高中化学中,化学平衡是一个重要的概念。
化学平衡是指在化学反应中,反应物与生成物的浓度或分压保持不变的状态。
其中,酸碱平衡与离子平衡是化学平衡的两个重要方面。
一、酸碱平衡在化学反应中,当酸和碱反应时,会产生水和盐。
这种反应称为酸碱中和反应。
酸碱中和反应是一个常见的化学平衡反应。
化学平衡反应的特点是反应物和生成物的浓度达到一定的比例,保持不变。
酸碱反应中,酸和碱的特性是不同的。
酸可产生H+离子,而碱可产生OH-离子。
在酸碱中和反应中,H+离子和OH-离子结合,生成水。
这个过程被称为水离子的平衡反应,也就是反应物和生成物的浓度相等,保持不变。
酸碱中和反应的化学方程式可以表示为:HA + MOH → H2O + MA其中,HA表示酸,MOH表示碱,H2O表示水,MA表示盐。
酸碱中和反应在生活中有着广泛的应用。
比如,胃酸和胃碱的中和反应可以减轻胃部的不适;酸雨与碱性土壤的中和反应可以恢复土壤的酸碱平衡。
二、离子平衡离子平衡是另一个重要的化学平衡现象。
在溶液中,某些化合物会解离成离子。
这种解离的过程是一个平衡反应,称为离子平衡。
离子平衡是发生在电解质溶液中的。
电解质溶液中的化合物能够解离成正离子和负离子,并保持一定的浓度平衡。
离子平衡是离子浓度和溶液电导率的平衡状态。
在离子平衡中,离子的浓度与解离度有关。
解离度是指溶液中解离的离子与总离子浓度的比值。
离子的浓度越高,解离度越大。
离子平衡的化学方程式可以表示为:AB ⇌ A+ + B-其中,AB表示电解质,A+和B-表示正负离子。
离子平衡在化学分析、生物化学等领域有着广泛的应用。
比如,酸碱指示剂的颜色变化是因为溶液中酸、碱浓度的变化所造成的离子平衡的改变;生物体内的离子平衡是维持生命活动所必需的。
总结:高中化学中的归纳化学平衡包括酸碱平衡与离子平衡两个方面。
酸碱平衡是指酸和碱中和反应中,反应物和生成物的浓度保持不变的状态。
高中化学化学平衡知识点及例题一、化学平衡的概念在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,叫做化学平衡状态。
要理解化学平衡,需要注意以下几点:1、前提是“一定条件下的可逆反应”,如果反应不可逆,就不存在化学平衡。
2、正反应和逆反应速率相等,这是化学平衡的实质。
3、各组分的浓度保持不变,而不是浓度相等。
二、化学平衡的特征1、逆:研究的对象是可逆反应。
2、等:正反应速率等于逆反应速率。
3、动:化学平衡是动态平衡,反应仍在进行,只是正、逆反应速率相等。
4、定:平衡混合物中各组分的浓度保持一定。
5、变:当外界条件改变时,化学平衡可能会被破坏,在新的条件下建立新的平衡。
三、化学平衡状态的判断判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态,可以从以下几个方面入手:1、正逆反应速率相等(1)同一物质:消耗速率等于生成速率。
(2)不同物质:速率之比等于化学计量数之比,且方向相反。
例如,对于反应 2A + B ⇌ 3C,若 v(A)正= 2v(B)逆,则达到平衡状态。
2、各组分的浓度保持不变(1)物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等不再变化。
(2)对于有颜色的物质,颜色不再改变。
3、其他间接判断依据(1)体系的压强不再改变(对于反应前后气体体积变化的反应)。
(2)体系的温度不再改变(绝热容器中)。
(3)气体的平均相对分子质量不再改变(对于反应前后气体物质的量变化的反应)。
四、影响化学平衡的因素1、浓度(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
(2)减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。
例如,对于反应 A + B ⇌ C,增大 A 的浓度,平衡正向移动,B 的转化率增大,A 的转化率减小。
2、压强(1)对于有气体参加且反应前后气体体积发生变化的反应:增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动。
减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
(2)对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强平衡不移动。
高中化学知识点—化学平衡化学平衡是研究化学反应过程中物质浓度或压力的动态平衡态的一个重要概念。
了解化学平衡的基本原理对理解化学反应的方向性以及影响化学平衡的因素至关重要。
一、化学平衡的定义化学平衡是指在封闭系统中,当化学反应达到动态平衡时,反应物的浓度(或气压)不再发生变化。
在化学平衡下,正向反应和逆向反应以相同的速率进行,但不一定是以相等的量进行。
这时,反应物和生成物的浓度之间的比值称为平衡常数(Kc)。
二、平衡常数的计算平衡常数(Kc)可以通过反应物和生成物浓度之间的比值来计算。
对于一般的反应:aA + bB = cC + dD,其平衡常数表达式为:Kc =[C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b,其中方括号表示物质的浓度。
三、平衡常数的意义平衡常数是描述化学反应的方向性的一个重要参数。
当Kc > 1时,平衡位置偏向生成物一侧,反向反应相对较弱;当Kc < 1时,平衡位置偏向反应物一侧,正向反应相对较弱;当Kc = 1时,正向反应和逆向反应的速率相等,平衡位置处于中性态。
四、化学平衡的影响因素1. 浓度变化:增加反应物浓度或减少生成物浓度会导致平衡位置向生成物一侧移动,反之亦然。
2. 压力变化:对于气相反应,增加总压力会导致平衡位置向物质摩尔数较少的一侧移动。
但如果反应物和生成物的摩尔数相等时,压力变化对平衡位置的影响较小。
3. 温度变化:增加温度会促进吸热反应,而减少温度会促进放热反应。
这是因为根据热力学第一定律,热量可以看作是一种能量,温度的变化会影响反应物和生成物之间的能量差。
4. 催化剂的作用:催化剂可以提高反应速率,但不改变反应的平衡位置。
五、Le Chatelier原理Le Chatelier原理是用来描述化学平衡系统对外界扰动的应对方式。
它表明,当一个封闭系统处于平衡态时,如果受到扰动,系统将会通过变化反应物和生成物的浓度以及平衡位置的移动来抵消这种扰动,以维持新的平衡态。
高中化学知识点规律大全——化学平衡1.化学反应速率[化学反应速率的概念及其计算公式](1)概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.单位有mol ·L -1·min -1或mol ·L -1·s -1(2)计算公式:某物质X 的化学反应速率:))或时间变化量()的浓度变化量(min )(1s L mol X X -⋅=ν 注意 ①化学反应速率的单位是由浓度的单位(mol ·L -1)和时间的单位(s 、min 或h)决定的,可以是mol ·L -1·s -1、mol ·L -1·min -1或mol ·L -1·h -1,在计算时要注意保持时间单位的一致性.②对于某一具体的化学反应,可以用每一种反应物和每一种生成物的浓度变化来表示该反应的化学反应速率,虽然得到的数值大小可能不同,但用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.如对于下列反应:mA + nB = pC + qD有:)(A ν∶)(B ν∶)(C ν∶)(D ν=m ∶n ∶p ∶q或:qD p C n B m A )()()()(νννν=== ③化学反应速率不取负值而只取正值.④在整个反应过程中,反应不是以同样的速率进行的,因此,化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率.[有效碰撞] 化学反应发生的先决条件是反应物分子(或离子)之间要相互接触并发生碰撞,但并不是反应物分子(或离子)间的每一次碰撞都能发生化学反应.能够发生化学反应的一类碰撞叫做有效碰撞.[活化分子] 能量较高的、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子.说明 ①活化分子不一定能够发生有效碰撞,活化分子在碰撞时必须要有合适的取向才能发生有效碰撞.②活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数.当温度一定时,对某一反应而言,活化分子百分数是一定的.活化分子百分数越大,活化分子数越多,有效碰撞次数越多.2.化学平衡[化学平衡](1)化学平衡研究的对象:可逆反应的规律.①可逆反应的概念:在同一条件下,既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.可逆反应用可逆符号“”表示.说明a.绝大多数化学反应都有一定程度的可逆性,但有的逆反应倾向较小,从整体看实际上是朝着同方向进行的,例如NaOH + HCl =NaCl + H2O.b.有气体参加或生成的反应,只有在密闭容器中进行时才可能是可逆反应.如CaCO3受热分解时,若在敞口容器中进行,则反应不可逆,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2↑;若在密闭容器进行时,则反应是可逆的,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2②可逆反应的特点:反应不能进行到底.可逆反应无论进行多长时间,反应物都不可能100%地全部转化为生成物.(2)化学平衡状态.①定义:一定条件(恒温、恒容或恒压)下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物(包括反应物和生成物)中各组分的质量分数(或体积分数)保持不变的状态.②化学平衡状态的形成过程:在一定条件下的可逆反应里,若开始时只有反应物而无生成物,根据浓度对化学反应速率的影响可知,此时ν正最大而ν逆为0.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,则ν正越来越小而ν逆越来越大.当反应进行到某一时刻,ν正=ν逆,各物质的浓度不再发生改变,反应混合物中各组分的质量分数(或体积分数)也不再发生变化,这时就达到了化学平衡状态.(3)化学平衡的特征:①“动”:化学平衡是动态平衡,正反应和逆反应仍在继续进行,即ν正=ν逆≠0.②“等”:达平衡状态时,ν正=ν逆,这是一个可逆反应达平衡的本质.ν正=ν逆的具体含意包含两个方面:a.用同一种物质来表示反应速率时,该物质的生成速率与消耗速率相等,即单位时间内消耗与生成某反应物或生成物的量相等;b.用不同物质来表示时,某一反应物的消耗速率与某一生成物的生成速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.③“定”:达平衡时,混合物各组分的浓度一定;质量比(或物质的量之比、体积比)一定;各组分的质量分数(或摩尔分数、体积分数)一定;对于有颜色的物质参加或生成的可逆反应,颜色不改变.同时,反应物的转化率最大.对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应,达平衡时:气体的总体积(或总压强)一定;气体的平均相对分子质量一定;恒压时气体的密度一定(注意:反应前后气体体积不变的可逆反应,不能用这个结论判断是否达到平衡).④“变”.一个可逆反应达平衡后,若外界条件(浓度、温度、压强)改变,使各组分的质量(体积、摩尔、压强)分数也发生变化,平衡发生移动,直至在新的条件下达到新的平衡(注意:若只是浓度或压强改变,而ν正仍等于ν逆,则平衡不移动).反之,平衡状态不同的同一个可逆反应,也可通过改变外界条件使其达到同一平衡状态.⑤化学平衡的建立与建立化学平衡的途径无关.对于一个可逆反应,在一定条件下,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,或是正、逆反应同时开始,最终都能达到同一平衡状态.具体包括:a.当了T、V一定时,按化学方程式中各物质化学式前系数的相应量加入,并保持容器内的总质量不变,则不同起始状态最终可达到同一平衡状态.b.当T、P一定(即V可变)时,只要保持反应混合物中各组分的组成比不变(此时在各种情况下各组分的浓度仍然相等,2+ 3H22NH3,在下列起始量不同情况下达到的是同一平衡状态.N2H2NH3A 1 mol 3 mol 0B 0。
高中化学平衡知识点总结一、化学平衡的基本概念1. 化学平衡是指在封闭的容器内,反应物与生成物浓度不再发生明显变化的状态。
在平衡状态下,反应物和生成物的浓度保持不变,但是反应仍然在进行。
2. 平衡状态下,正向反应的速率等于反向反应的速率,正向反应和反向反应达到动态平衡。
3. 平衡常数(K)描述了反应在特定温度下达到平衡时,正向反应和反向反应中各个组分的浓度之间的比例关系。
二、平衡常数1. 平衡常数K是在反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度之比的一个指标。
2. 平衡常数可以通过平衡反应的速率常数得到,对于一般的平衡反应aA + bB ⇌ cC + dD,其平衡常数表达式为K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b。
3. 平衡常数K与反应进行的速率无关,只与反应物和生成物的数量有关。
4. 平衡常数K只与温度有关,与反应物和生成物的浓度、压强、催化剂等无关。
5. 平衡常数的大小可以达到10^12数量级,也可以非常小,接近零。
三、影响化学平衡的因素1. 温度温度对反应平衡常数K值的影响是显著的,通常而言,反应温度越高,平衡常数越大;反之,反应温度越低,平衡常数越小。
化学反应的平衡常数与与温度的关系通过Gibbs自由能与温度的关系来解释。
2. 浓度改变反应物的浓度,可以导致平衡移动到反向或正向。
通常来说,增加反应物的浓度会导致反应向正向移动以达到新的平衡状态。
反之,减少反应物的浓度会导致反应向反向移动以达到新的平衡状态。
3. 压力对于气相反应,改变反应物分子的压力会影响平衡的位置。
通常来说,增加压力会导致反应向物质分子数量较少的方向移动;减小压力则会导致反应向物质分子总数较多的方向移动。
4. 添加催化剂催化剂可以加速反应达到平衡状态,但催化剂对平衡常数K无影响。
四、化学平衡的应用1. 工业生产在工业反应中,通过控制反应条件,可以合理利用化学平衡来提高产品的产率。
2. 环境化学通过对环境中各种物质的化学平衡研究,可以更好地了解环境中的化学反应过程。
高中化学知识点归纳化学平衡高中化学知识点归纳——化学平衡化学平衡是化学反应过程中的重要概念,它描述了反应物转化为产物的速率相等时的状态。
在这种状态下,反应物与产物的浓度或者其他相关指标在一段时间内保持不变。
下面将对高中化学中与化学平衡相关的知识点进行归纳。
一、化学平衡的定义和特征化学平衡是指当化学反应以一定速率进行时,反应物和产物的浓度之间达到一个相对稳定的状态。
“相对稳定”表示在平衡状态下,反应物和产物之间并非完全停止转化,而是反应物向产物的转化速率与产物向反应物的转化速率相等。
二、平衡常数和平衡表达式平衡常数是描述化学平衡状态的一个重要参数,用K表示。
平衡常数与反应物和产物的浓度之间存在一定的关系,可以通过实验测定或者根据反应方程式推导得到。
平衡表达式是表示化学平衡状态下各物质浓度关系的数学表达式。
一般而言,平衡表达式的形式与反应方程式的系数关系密切相关。
例如,对于反应方程式:aA + bB ⇌ cC + dD,其平衡表达式可以写为:[C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b = K,其中,[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和产物C、D的浓度。
三、平衡常数与平衡位置平衡常数的大小直接影响着化学反应向正向或逆向进行的趋势。
当平衡常数大于1时,反应趋向于产物一侧,反应偏向正向进行;当平衡常数小于1时,反应趋向于反应物一侧,反应偏向逆向进行;当平衡常数接近于1时,说明反应物和产物的浓度相对接近,反应趋向于两侧的转化速率相等。
四、影响化学平衡的因素多种因素会对化学平衡产生影响,包括温度、压强、浓度和催化剂等。
1. 温度:温度变化会改变化学反应的速率和平衡位置。
对于放热反应,温度升高会导致平衡位置向反应物一侧移动;对于吸热反应,温度升高会导致平衡位置向产物一侧移动。
2. 压强:只对气体反应有影响。
增加压强会导致平衡位置向摩尔数较少的一侧移动,以抵消压力增加。
3. 浓度:改变反应物或产物的浓度会引起平衡位置的移动。
高中化学教案:研究化学平衡的原理一、化学平衡的原理化学平衡是指在封闭系统中,反应物与生成物之间的反应速率达到一个恒定值,此时反应体系处于动态平衡的状态。
研究化学平衡的原理,可以帮助我们了解反应速率、浓度变化以及影响平衡位置的因素。
本文将从反应速率、浓度对平衡位置影响以及Le Chatelier原理三个方面介绍化学平衡的原理。
二、反应速率反应速率是指单位时间内消耗或产生物质的量,具体表现为反应物和生成物浓度随时间的变化关系。
当一个化学系统达到平衡时,虽然宏观上看起来没有变化,但微观上仍存在着很多微小而快速的分子间转化过程。
根据活性质量作用(active mass action)关系,当前进和逆向反应相互抵消时达到动态平衡,达到这一点后只有纯净液体中C(离子活度)保持不变。
三、浓度对平衡位置影响浓度改变对于化学系统在达到动态平衡后重新建立新的平衡位置非常重要。
根据法拉第定律(法拉第一定律):当系统处于动态平衡状态时,改变温度、压力或浓度会导致反应体系调整自身以减小该变化。
只有大量平衡移出解离的物质,才能显著左右反应进行方向,而浓度增加将抵消右移过程中它们的功效。
四、Le Chatelier原理根据Le Chatelier原理,当对一个已经建立了平衡的系统施加压力,系统将重新调整以减少这种变化。
同样地,在改变温度或者添加催化剂时,平衡体系也会通过偏移方向来减少这种变化。
这种逆向平衡是由活性质量作用产生的结果。
例如,在一个低温下进行的可逆放热反应中,如果温度升高,则根据Le Chatelier原理可以预见到更多的生成物会被形成。
五、影响化学平衡位置的因素在研究化学平衡位置时,需要考虑一些重要因素:1. 浓度和物质摩尔数:根据浓度对平衡位置影响原理,当某个物质浓度较高时,反应将偏向消耗掉这个物质并形成相应生成物的方向。
2. 压力和体积:当体系中某些物质分子的占据空间增加时,压力将上升。
根据Le Chatelier原理,如果平衡体系可逆反应在其饱和蒸气压下进行,则增加系统总压将直接导致向状态少分子的一侧偏移。
高中化学平衡的知识点总结高中化学平衡的知识1化学平衡的移动1.化学平衡的移动(1)定义达到平衡状态的反应体系,条件改变,引起平衡状态被破坏的过程。
(2)化学平衡移动的过程2.影响化学平衡移动的因素(1)温度:在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。
(2)浓度:在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动。
(3)压强:对于反应前后总体积发生变化的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。
(4)催化剂:由于催化剂能同时同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率,故其对化学平衡的移动无影响。
3.勒夏特列原理在密闭体系中,如果改变影响化学平衡的一个条件(如温度、压强或浓度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
高中化学平衡的知识2外界条件对化学平衡移动的影响1.外界条件的变化对速率的影响和平衡移动方向的判断在一定条件下,浓度、压强、温度、催化剂等外界因素会影响可逆反应的速率,但平衡不一定发生移动,只有当v正≠v逆时,平衡才会发生移动。
2.浓度、压强和温度对平衡移动影响的几种特殊情况(1)改变固体或纯液体的量,对平衡无影响。
(2)当反应混合物中不存在气态物质时,压强的改变对平衡无影响。
(3)对于反应前后气体体积无变化的反应,压强的改变对平衡无影响。
但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小),混合气体的颜色变深(或浅)。
(4)恒容时,同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响,增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。
(5)在恒容容器中,当改变其中一种气态物质的浓度时,必然会引起压强的改变,在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时,应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。
高中化学中的化学平衡分析在高中化学的学习中,化学平衡是一个极其重要的概念。
它不仅贯穿于化学反应原理的多个章节,更是理解化学反应进行程度和方向的关键。
化学平衡指的是在一定条件下,当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到一种表面上静止的“平衡状态”。
但要注意的是,这种平衡是动态平衡,也就是说反应仍在进行,只是正逆反应的速率相等,使得各物质的浓度保持不变。
为了更好地理解化学平衡,我们先来探讨一下可逆反应。
可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
大多数化学反应都具有可逆性,只是有些反应的可逆程度很小,我们在通常情况下将其视为不可逆反应。
比如,氢气和氧气在点燃的条件下生成水,这个反应几乎进行到底,我们一般就认为它是不可逆的。
但像二氧化硫和氧气生成三氧化硫的反应,就是一个典型的可逆反应。
化学平衡的建立需要一定的时间。
以氮气和氢气合成氨的反应为例,一开始,反应物氮气和氢气的浓度较大,正反应速率较快。
随着反应的进行,生成物氨气的浓度逐渐增大,逆反应速率也逐渐增大;而氮气和氢气的浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小。
当正反应速率和逆反应速率相等时,就达到了化学平衡状态。
化学平衡具有一些显著的特征。
首先是“等”,即正反应速率等于逆反应速率;其次是“定”,平衡时各物质的浓度保持恒定;然后是“动”,化学平衡是一种动态平衡,反应仍在进行;还有“变”,当外界条件改变时,化学平衡会发生移动。
影响化学平衡的因素主要有浓度、温度和压强。
浓度的改变会直接影响正逆反应速率。
比如在合成氨的反应中,如果增加氮气或氢气的浓度,正反应速率会增大,平衡就会向正反应方向移动,从而生成更多的氨气。
温度对化学平衡的影响则与反应的热效应有关。
对于放热反应,升高温度会使平衡向逆反应方向移动;对于吸热反应,升高温度会使平衡向正反应方向移动。
压强的影响主要针对有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应。
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。
高中化学58个考点精讲28、化学平衡1.复习重点1. 建立化学平衡的观点.2. 理解化学平衡的特征.3. 常识性介绍化学平衡常数. 2.难点聚焦在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应的速率是不够的. 例如:3222NH 3H N 高温高压催化剂⇔+这是一个可逆反应!(正反应的生成物,是逆反应的反应物。
) 特点:(二同)同一条件下;同时进行。
显然,可逆反应不能进行到底。
(即:反应物不能全部转化为生成物。
)因此,对任一可逆反应来说,都有一个化学反应进行的程度问题。
这就牵涉到化学平衡。
化学平衡主要是研究可逆反应规律的。
如:可逆反应进行的程度,以及各种条件对反应进行的程度的影响等。
(一) 化学平衡的建立:当我们把蔗糖不断的溶入水中,直至蔗糖不能继续溶解。
此时,所得溶液为蔗糖的饱和溶液。
在此溶液中,继续加入蔗糖,蔗糖不再减少.(温度等其它条件不变时.) 蔗糖真的不能继续溶解了吗?我们做一个小实验:用一块中间有凹痕的蔗糖,放入蔗糖的饱和溶液中。
过一段时间,我们会看到,凹痕不见了。
取出蔗糖,小心称量,质量未变!这是怎么回事呢?原来,在蔗糖的饱和溶液中,蔗糖并非不再溶解,而是蔗糖溶解的同时,已溶解的蔗糖分子又回到晶体表面。
而且,溶解的速率和结晶的速率相同。
所以,在蔗糖的饱和溶液中,加入蔗糖晶体。
晶体的质量不会减少,但凹痕却不见了。
这种状态,叫溶解-结晶平衡状态。
简称:溶解平衡状态。
显然,溶解平衡状态是动态平衡状态。
可逆反应的情形又是怎样呢? 实验证明:在一氧化碳和水蒸汽的反应中:0.0050.005 0.005 0.005 0 0 1 0.0 0.01 H CO O H CO 228002衡:始:催化剂℃+⇔+ 如果温度不变,反应无论进行多长时间,容器里混合气体中各种气体的浓度都不再发生变化. 正反应,逆反应都在继续进行!只是: 正反应速率==逆反应速率这种状态,称化学平衡状态.简称:化学平衡. 化学平衡是动态平衡.当可逆反应达到平衡状态时,正反应和逆反应都仍在继续进行.只是由于在同一瞬间,正反应生成的CO 2和H 2,的分子数,和逆反应所消耗的CO 2和H 2,的分子数相等! 即: 正反应速率==逆反应速率 反应混合物中,各组份的浓度不变! 化学平衡:化学平衡状态,是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态.(二) 化学平衡常数: H CO O H CO 228002+⇔+催化剂℃参见表2-1 分析数据可知:1. 在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到化学平衡.2. 达到化学平衡后,反应物的浓度之积,比上生成物的浓度之积,是一个常数.---化学平衡常数. 注意:1.对同一个化学反应来说,温度不变,化学平衡常数不变!(但不一定是1)2.化学计量数为浓度的指数.3.K 值越大,反应进行的程度越大.反应物的转化率也越大.反之亦然. 3.例题精讲例1: H 2(g)+ I 2(g) 2HI(g)已经达到平衡状态的标志 。
①c(H 2)=c(I 2)=c(HI)时 ②c(H 2):c(I 2):c(HI)=1:1:2时③c(H 2)、c(I 2)、c(HI)不再随时间而改变 ④单位时间内生成nmolH 2的同时生成2nmolHI⑤单位时间内生成nmolH 2的同时生成nmolI 2 ⑥反应速率v (H 2)=v (I 2)=21v (HI)⑦一个H-H 键断裂的同时有两个H-I 键断裂 ⑧温度和体积一定时,容器内压强不再变化⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化 ⑾条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化 [解析]①浓度相等,不能说明已达到平衡状态; ②浓度之比与平衡状态无必然联系; ③浓度不变,说明已达平衡。
注意不要把浓度不变与①、②两种情况混淆; ④“生成nmolH 2”指逆反应,“生成2nmolHI ”指正反应,且v 正=v 逆,正确; ⑤“生成nmolH 2”、“生成nmolI 2”都指逆反应,不能判断;⑥无论是v 正、v 逆,用不同物质表示时,一定和化学计量数成正比,与是否达到平衡状态无关。
⑦从微观角度表示v 正=v 逆,正确; ⑧由于Δν(g) = 0,压强始终不改变;⑨颜色不变,说明I 2(g)浓度不变,可以判断;⑩由于Δν(g) = 0,体积始终不变,且反应混合物总质量始终不变,密度不变,不能判断是否达到平衡。
⑾反应前后气体的物质的量、质量均不变,所以平均分子量始终不变,不一定达到平衡状态。
解答:③④⑦⑨[点评] 此题从多个角度分析平衡态或不平衡态各种相关物理量的变化情况,有助于加深对平衡特点的理解。
[变式] 若反应为:2NO 2(g )2N 2O 4(g )呢? [ 方法提示]1. 判断是否达到平衡状态式可抓住以下标志:①逆正v v =⑴直接标志 ②各组分的m 、n 不变(单一量)③通过浓度(或百分含量):各组分的浓度(或百分含量)不变①通过总量:对Δn(g) ≠0的反应,n 总(或恒温恒压下的V 总,恒温恒容下的P 总)不变;⑵间接标志 ②通过复合量:__M (m n )、ρ(Vm),需具体分析关系式中上下两项的变化。
③其它:如平衡体系颜色等(实际上是有色物质浓度)例2 把6molA 气体和5molB 气体混合放入4L 密闭容器中,在一定条件下发生反应:3A (气)+B (气) 2C (气)+xD (气)经min 5达到平衡,此时生成C 为mol 2,测定D 的平均反应速率为0.1mol/L •min ,下列说法中错误的是 ( )A.x = 2B. B 的转化率为20%C. 平衡时A 的浓度为0.8mol/LD. 恒温达平衡时容器内压强为开始时的85% [解析]本题是一道有关化学平衡的基础计算题,解题的关键是弄清各量的含义。
因=⋅⋅=t V D v D n )()(min 54min)(1.01⨯⨯⋅⋅-L L mol )(:)(,2D n C n mol =mol mol 2:2=1:1=,所以2=x 。
3A (气)+B (气) 2C (气)+2D (气)起始量(mol ) 6 5 0 0 变化量(mol ) 3 1 2 2 平衡量(mol ) 3 4 2 2B 的转化率为:%20%10051%100=⨯=⨯的总量起始时反应的B B平衡时A 的浓度:175.043-⋅==L mol L molA 容器的体积的物质的量平衡量1)56()2243(=++++==mol moln n p p 始平始平,所以始平p p =[答案]C 、D例3一定条件下,可逆反应A 2(g ) + B 2(g) 2 C(g)达到平衡时,各物质的平衡浓度为:c (A 2)= 0.5mol/L ;c (B 2)= 0.1mol/L ; c (C )= 1.6mol/L 。
若用a 、b 、c 分别表示A 2、B 2、C 的初始浓度(mol/L ),则:(1)a 、b 应满足的关系是 ; (2)a 的取值范围是 。
[解析] (1)设转化过程中,A 2(g )转化浓度为xmol/L ,则B 2(g )转化浓度也为xmol/L 。
平衡浓度: a –x = 0.5 b –x = 0.1 则有:a = b +0.4(2)考虑两种极端情况:①A 2、B 2为起始物质;②A 2、C 为起始物质。
A 2(g ) +B 2(g) 2 C(g) 物质的平衡浓度(mol/L ) 0.5 0.1 1.6 ①A 2、B 2为起始物质 0.5+0.8 0.1+0.8 0②A 2、C 为起始物质 0.5-0.1 0 1.6+0.2 故a 的取值范围为0.4≤ b ≤1.3。
[答案] (1)a = b +0.4 (2) 0.4≤ b ≤1.3 [点评] 本题重点考查可逆反应的特点,由此可得B 2的取值范围为:0<b ≤0.9,C 的取值范围为: 0< C ≤1.8。
[ 方法提示]有关化学平衡的基本计算: 可逆反应mA +nB pC+qD 达到平衡时:① 用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比. 即:vA .∶vB .∶vC .∶vD .=m ∶n ∶p ∶q②各物质的变化量(变化浓度)之比等于化学方程式中相应化学计量数之比 ③反应物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)-消耗量(或浓度) 生成物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)+增加量(或浓度)⑤阿伏加德罗定律的两个重要推论⑥混合气体平均式量的计算(由A 、B 、C三种气体混合)其中M(A)、M(B)、M(C)分别表示A 、B 、C 的相对分子质量;a %、b %、c %分别表示这3种气体的体积(或质量)分数.例4:某容积可变的密闭容器中放入一定量的A 和B 的混合气体,在一定条件下发生反应:。
若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V ,此时气体C 的体积占40%,则下列判断正确的是 ( )A. 原混合气体的体积为1.1VB. 原混合气体的体积为0.9VC. 反应达到平衡时,气体A 消耗了0.2VD. 反应达到平衡时,气体B 消耗了0.2V[解析] 本题可直接结合反应方程式和题中给出的条件计算,方程式的特征是反应掉的A 的量就是总体积的减少量。
可由C 直接求出气体A 消耗了0.2V ,所以总体积为1.2V ,气体B 消耗了0.4V 。
[答案] C[点评] 本题可以改为考查某物质的转化率、体积分数的计算等等。
4.实战演练一、选择题1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是: ( )A .工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率B .合成氨工厂通常采用20MPa ~50MPa 压强,以提高原料的利用率;C .在实验室里,可用碳酸钙粉末和稀硫酸制得二氧化碳气体;D .实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气。
2.在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡: H 2(g) + I 2(g) 2HI(g)已知H 2和I 2的起始浓度均为0.10 mol/L 时,达平衡时HI 的浓度为0.16 mol/L 。
若H 2和I 2的起始浓度均变为0.20 mol/L ,则平衡时H 2的浓度(mol/L )是 ( )A .0.02B .0.04C .0.08D .0.163.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO 2和1molO 2,发生下列反应:2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g)达到平衡后改变下述条件,SO 3气体平衡浓度不改变...的是( ) A .保持温度和容器体积不变,充入1molSO 2(g)B .保持温度和容器内压强不变,充入1molAr(g)C .保持温度和容器内压强不变,充入1molO 2(g)D .保持温度和容器内压强不变,充入1molSO 3(g)4.右图曲线a 表示放热反应X (g )+Y(g)Z(g) +M(g)+N(s)进行过程中X 的转化率随时间变化的关系。