恒温恒容下气体反应达平衡移动方向
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考点六准确判断化学平衡移动的方向方法有两种:1勒夏特列原理定性的2化学平衡常数法定量的一、勒夏特列原理:改变影响平衡的一个因素,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动两层意思:1平衡移动方向:与改变条件相反的方向2平衡移动程度:不能抵消这种改变;例1、在一个体积不变的密闭容器中aAg+bBg cCg+dDg反应达到化学平衡状态,再加入一定量的A,判断1平衡移动方向2达到新的平衡后,cA、cB、cC、cD,A、B转化率和体积分数如何变化依据勒夏特列原理,再加A,A与B将更多反应生成C和D,v正>v逆,平衡向右移动,cB 会减少,cC、 cD 会增大,但是 cA还是增大,理由是平衡移动不能抵消加入的A;因此,达到新的平衡后,A的体积分数增大,B的体积分数减小了;转化率则反之;例2、在温度t时,在体积为1L的密闭容器中,使1molPCl5g发生分解:1molPCl5g PCl3g+ Cl2g,当反应达到平衡后,再加入1molPCl5g,化学平衡如何移动有两种解释,一是从浓度增大,二是从压强增大;从而得出相反的结论;原因是“改变条件”认识不准确;当T、V一定时,nPCl5增大,则PPCl5增大,从而引起P总增大,但此时不能理解为“增大压强”对平衡的影响;因为勒夏特列原理中,“改变压强”指的是:各组分的分压同时增大或减少容器体积增大或缩小,同等比例增大或减小各气体组分的物质的量相同倍数而引起体系总压改变,此时,才能认为“是改变压强”,而不能认为总压发生改变就是“改变压强”对平衡的影响;所以此题浓度解释是正确的;例3、一定温度下,有下列可逆反应2NO2 N2O4,在体积不变的密闭容器中NO2与N2O4气体达到化学平衡状态;如果向密闭容器中再加入NO2气体,判断:1平衡移动方向2达到新的平衡后NO2的体积分数与原平衡相比增大还是减小3如果改为加入N2O4呢例4、在装有可移动活塞的容器中进行如下反应:N2g+3H2g 2NH3g,反应达到平衡后,保持容器内温度和压强不变;通入一定氮气,试判断平衡向哪个方向移动此题变化的条件不是“一个”而是“多个”;若认为改变条件只是通入一定量氮气后,氮气浓度增大,则根据勒夏特列原理平衡应该正向移动,就会得出不准确的答案;因为,充入氮气为了保持压强不变,容器体积会增大,则氢气和氨气浓度均减少,所以改变的条件为“多个”;此时,利用勒夏特列原理不一定能做出正确判断;上述平衡可能正向移动、逆向移动或不移动;二、平衡常数法上题,充入氮气后,氮气浓度增大,则氢气和氨气浓度减小,且减小倍数相同,设C N2=m CN2,C H2 =m C H2, C NH3=nC NH3,m>1, n<1 则:Q=1/mn Kmn>1 平衡正向移动 mn<1 逆向移动 mn=1不移动练习:1、某恒温密闭容器中,可逆反应As B+Cg-Q达到平衡;缩小容器体积,重新达到平衡时,Cg的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等;以下分析正确的是 A BA.产物B的状态只能为固态或液态B.平衡时,单位时间内nA消耗﹕nC消耗=1﹕1C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动D.若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量Q2、某温度下,在一容积可变的密闭容器中进行反应,反应达到平衡时,2xg+Yg =A .均减半B .均加倍 C.均增加1 mol. D.均减少1 mol.解析:由题知,该反应是在恒温恒压条件下,只要x、Y和R的物质的量之比符合4 :2 : 4,都处于平衡状态;A 均减半体积会相应减半,既浓度不变,故平衡不移动B均加倍, 体积会相应加倍,既浓度不变,故平衡不移动答案选C3.某温度下,在容积固定的密闭容器中进行反应:2xg+Yg 2Rg ,反应达到平衡时,X、Y和R的量分别为4 mol.,2 mol. 和4 mol. ,保持温度和容积不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是A均减半 B均加倍 C均增加1 mol. D均减少1 mol.解析:本题容器体积固定,可根据浓度商Q与平衡常数K的大小关系判断平衡移动方向设容器体积为V,则该温度下的平衡常数为:A中均减半,则浓度商:则平衡向左移动B中均加倍,则浓度商:则平衡向右移动C中均增加1,则浓度商:则平衡向右移动D中均减少1 mol.,则浓度商:则平衡向左移动答案选BC4.某温度下,在一容积固定的密闭容器中进行反应:2xg+Yg 2Rg反应达到平衡时, 和R分别为4 mol, 2mol和4mol,保持温度和容积不变,按2:1:2向该密闭容器中充入X、Y和R三种气体,则平衡移动方向为A.不移动B. 向左移动C. 向右移动D.无法确定解析:保持温度和体积不变,向另一密闭容器中充入和R分别为4 mol.,2 mol.和4 mol. ,则平衡不移动;然后再将这两个容器合并,即合并后的容器体积是原容器体积的两倍,由于各物质浓度不变,故平衡不移动;然后将容器体积压缩为原容器体积,即相当于增大压强,平衡将向着气体体积减小的方向移动,即反应向右移动;答案选C5、高炉炼铁的总反应为:Fe2O3s+3COg2Fes+3CO2g,请回答下列问题:1一定温度下,在体积固定的密闭容器中发生上述反应,可以判断该反应已经达到平衡的是A.密闭容器中总压强不变B.密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变C.密闭容器中混合气体的密度不变D.cCO= cCO2E.Fe2O3的质量不再变化2一定温度下,上述反应的化学平衡常数为,该温度下将4molCO、2molFe2O3、6molCO2、5molFe加入容积为2L的密闭容器中,此时反应将向反应方向进行填“正”或“逆”或“处于平衡状态”;反应达平衡后,若升高温度,CO与CO2的体积比增大,则正反应为反应填“吸热”或“放热” ;2温度不变,该反应化学平衡常数K=c3CO2/c3CO不变;起始时c3CO2/c3CO=6/23/4/23=27/8>K=,则此时反应必须向逆反应方向进行,使生成物浓度减小、反应物浓度增大,c3CO2/c3CO的比值才能减小为,才能达到该温度下的化学平衡;由于化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,则该反应的平衡常数为cE/c2A·cB;升高温度,CO与CO2的体积比增大,后者说明平衡向逆反应方向移动,前者导致平衡向吸热反应方向移动,即逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应;6、在一定温度条件下,对于已达到平衡的可逆反应:FeCl3+3KSCN3KCl+FeSCN3,在此溶液中作如下处理,化学平衡逆向移动的是A.加入少量的KCl固体B.加入少量FeCl3固体C.减少FeSCN3的浓度D.加水稀答案D解析该反应的本质是Fe3++3SCN-FeSCN3,任意时刻的浓度商为;因为KCl没有参加反应,因此改变KCl的量不会影响到平衡的移动,故A项错误;加入少量FeCl3固体或减少FeSCN3的浓度,均会使Q c<K,平衡正向移动,故B、C均错误;加水稀释,使cFe3+、cSCN-和cFeSCN3的浓度均减小,但cFe3+·cSCN-减小的更快,使Q c>K,平衡逆向移动,故D正确;。
利用平衡常数判断恒压充入反应物后平衡移动方向恒温恒容下,充入某气体反应物,平衡向正反应方向移动;恒温恒压下,充入某气体反应物,平衡也会正向移动事实上利用平衡常数分压表达式进行论证,发现并非如此;化学平衡定律:可逆反应aA + bB dD + eE 在一定温度下达平衡时,产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数;此时D,E,A,B是平衡浓度数值,都不变;Kc是用浓度表示的平衡常数,如果考虑反应处于任意状态或正反应或逆反应或平衡,则定义Qc称为浓度商;用浓度表示的平衡常数:[][][][]d ec a bD EKA B=、浓度商:()()()()d ec a bc D c EQc A c B=Q c 与Kc的关系讨论如下:Q c =Kc,表明反应处于平衡状态;Q c >Kc,表明反应处于逆反应自发进行状态,直到反应达到平衡为止;Q c <Kc,表明反应处于正反应自法进行状态,直到反应达到平衡为止;对于气体反应,除可以用浓度来表示外,也可以用平衡时各气体的分压来代替浓度;Kp为用分压表示的平衡常数;用分压表示的平衡常数:()()()()d ep a bp D p EKp A p B=、分压商:////()()()()d ep a bp D p EQp A p B=如果是气相反应,相对于Kp 有分压商Qp二者的关系类适于Qc与Kc的关系;即:Q p =Kp,表明反应处于平衡状态;Q p >Kp,表明反应处于逆反应自发进行状态,直到反应达到平衡为止;Q p <Kp,表明反应处于正反应自法进行状态,直到反应达到平衡为止;例1一定温度和压强下,反应Ag+3Bg2Cg达到平衡;此时A、B、C均为1mol;若保持温度和压强不变,再充入A气体,平衡将向哪边移动解析设原平衡总压强为p,则223()93()ppKp p p==⨯加入A的量若再充入1molA若再充入3molA若再充入4molAQp移动方向平衡向正向移动平衡不移动平衡逆向移动气体浓度却减小了,变化的条件不只一个;此时相当于进行两个操作:一个是增大A 的气体浓度,另一个是反应减压;反应式中的A状态是根据B、C浓度减小倍数相同,A 浓度不变虚拟的,这两个操作对平衡移动方向的影响不一致;但是若恒温恒压下充入B 气体,平衡不定发生正向移动;因为此时的两个操作:增大B 气体的浓度和反应减压,对平衡的移动方向的影响是一致的;显然若减压操作不能使平衡移动,也能判断平衡移动方向,如例2.例2某温度下,在一容积可变的容器中,反应2Ag +Bg 2Cg,达到平衡时,A 、B 和C 的物质的量分别为4mol 、2mol 和4mol;保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡右移的是A .均减半B .均加倍C .均增加1molD .均减少1mol解析因为压强不变,故投料等比就为等效平衡;A 选项可认为将容器一分为二,得2个12平衡,均与原平衡等效;B 选项可认为两容器拼而不压,所得平衡与原平衡等效;C 选项可认为将容器中有A5mol,B3mol,C5mol;可处理成A5mol,B2.5mol,C5mol,得到等效平衡,然后再向容器中充入0.5molB 此时相当于减压和增大B 的浓度,由于AC 两气体的化学计量数相等,减压不会引起平衡移动,而增大B 浓度,平衡会向右移动,则平衡必向右移动;D 选项同C,选项可认为将容器中有A3mol,B1mol,C3mol;可处理成A3mol,B1.5mol,C3mol,得到等效平衡,然后再向容器中抽出0.5molB 此时相当于加压和减小B 的浓度,由于AC 两气体的化学计量数相等,加压不会引起平衡移动,而减小B 浓度,平衡会向左移动,则平衡必向左移动;答案:C;以上分析结果还可以利用化学平衡常数表达式加以证明,解析设原平衡总压强为p,则224()51042()1010p p k p p p ==⨯ A .均减半 B .均加倍 C .均增加1mol D .均减少1mol平衡不移动 平衡不移动 平衡向正向移动 平衡逆向移动 综上所述我们还可以延伸得到一般性结论:反应mAg +nBg pCg +qBg,达到平衡后,保持温度和压强不变,充入气体A,若n ≤p+q 时,平衡必定正向移动;若n ≥p+q 时,平衡可能正向移动、不移动、或逆向移动;。
1.等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应体系,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。
2.等效平衡的分类根据反应条件(恒温、恒压或恒温、恒容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成两类: (1)恒温、恒容条件下,反应前后气体分子数不相等的可逆反应,如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学平衡状态是等效的。
这种等效平衡是绝对等效(包括浓度、密度、相对分子质量等都相等)。
(2)恒温、恒容条件下,反应前后气体分子数相等的可逆反应与恒温、恒压条件下,反应前后气体分子数任意类型的可逆反应,如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同,则建立的化学平衡是等效的。
这种等效平衡是相对等效,各种物质的物质的量等存在倍数关系。
3.等效平衡分析方法按照化学方程式的化学计量数关系,把起始物转化为方程式同一半边的物质,通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等,还是等比,来判断化学平衡是否等效。
(1)对于恒温、恒容条件下,气体体积有变化的反应。
如:合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),初始充入1molN2、3molH2从正反应开始达平衡与初始充入2molNH3从逆反应开始达平衡,两者“投料量相同”属于等效平衡。
如果初始充入a molN2、bmolH2、cmolNH3,则a+c/2=1且b+3c/2=3时,且a、b、c 均>0,与原平衡仍是等效平衡。
例1.将2molSO2和2molSO3气体混合于固定容积的密闭容器中,在一定条件下发生反应 2SO2+O22SO3,平衡时,SO3为n mol,相同条件下,分别按下列配比放入起始物质,平衡时SO3的量大于n mol的是()(A)2molSO2+1molO2 (B) 4molSO2+1molO2(C)2molSO2+1molO2+2molSO3 (D) 3molSO2+1molO2+1molSO3解析:可将起始物2molSO3转化为2molSO2+1molO2,则原平衡起始投料为4molSO2+1molO2,显然,与选项B投料量相同,等效平衡。
1.概念可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变,从而在一段时间后达到新的平衡状态。
这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程,叫做化学平衡的移动.2.化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v正〉v逆:平衡向正反应方向移动。
(2)v正=v逆:反应达到平衡状态,不发生平衡移动.(3)v正<v逆:平衡向逆反应方向移动.3.影响化学平衡移动的外界因素(1)影响化学平衡移动的因素若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体分子数改变增大压强向气体体积减小的方向移动减小压强向气体体积增大的方向移动(2)勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(3)几种特殊情况①当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡没影响。
②对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动.③“惰性气体”对化学平衡的影响a.恒温、恒容条件原平衡体系错误!体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
b.恒温、恒压条件原平衡体系错误!容器容积增大,各反应气体的分压减小→错误!—错误!④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。
【强调】(1)化学平衡发生移动的实质是正逆反应速率不相等.正逆反应速率发生变化,平衡不一定移动。
例如使用催化剂,正逆反应速率均增加,但是同等程度地增加,正逆反应速率仍然相等,所以平衡不发生移动。
(2)v(正)增大,平衡不一定向正反应方向移动。
2022学年第一学期杭州二中期中考试高二年级化学试题B 卷第Ⅰ卷(选择题)H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27S-32Cl-35.5K-39Cr-52Fe-56Cu-64Ba-137一、选择题(本大题共25小题,每题只有一个正确选项,每题2分共50分,多选或少选均不给分。
)1.下列现象涉及自发的化学反应的是A.周末综合征不想做作业 B.游戏上瘾晩上玩手机C.懒人病房间脏乱差 D.吃完饭锅子没洗生锈了【答案】D 【解析】【详解】A .周末综合征不想做作业是个人心理问题,与化学反应无关,故A 错误;B .游戏上瘾晩上玩手机是个人自制力问题,与化学反应无关,故B 错误;C .懒人病房间脏乱差是个人生活习惯问题,与化学反应无关,故C 错误;D .吃完饭锅子没洗生锈了是因为铁在空气中的仪器和水蒸气作用下发生了化学反应生成铁锈,涉及了自发的化学反应,故D 正确;故选D 。
2.下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是A.224232Ba(OH)8H O 2NH Cl BaCl 2NH 10H O ⋅+=+↑+B.2323Fe O 2AlAl O 2Fe++高温C.22C H OCO H ++高温D.222Na 2H O 2NaOH H +=+↑【答案】C 【解析】【详解】A .该反应为吸热反应,但不是氧化还原反应,A 错误;B .该反应为放热反应,B 错误;C .该反应为吸热反应,是氧化还原反应,C 正确;D .该反应放热,D 错误;故选C 。
3.把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10mL2mol·L -1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL ,此时,X 和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是()A.10℃20mL3mol·L -1的X 溶液B.20℃30mL2mol·L -1的X 溶液C.20℃10mL4mol·L -1的X 溶液D.10℃10mL2mol·L -1的X 溶液【答案】B 【解析】【详解】A .10℃20mL3mol·L -1的X 溶液与盐酸混合稀释后,X 的浓度为1.2mol/L ;B .20℃30mL2mol·L -1的X 溶液与盐酸混合稀释后,X 的浓度为1.2mol/L ;C .20℃10mL4mol·L -1的X 溶液与盐酸混合稀释后,X 的浓度为0.8mol/L ;D .10℃10mL2mol·L -1的X 溶液与盐酸混合稀释后,X 的浓度为0.4mol/L ;温度越高,反应速率越快,浓度越大,反应速率越快,对比四个选项可知B 的温度最高,X 的浓度最大,则反应最快,故B 正确;综上所述,答案为B 。
化学平衡移动方向与反应物转化率的关系
(一)恒温恒容下
1、若反应物不只一种,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
若只增加A的量,平衡向正反应方向移动,达到新的平衡时,A自身的转化率减小,B 的转化率增大。
2、若反应物只有一种,如aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,A的浓度增大,平衡正向移动;考虑转化率时,此种情况等效于加压,A的转化率与气态物质的化学计量数有关:
①a=b+c,A的转化率不变
②a>b+c,A的转化率增大
③a<b+c,A的转化率减小
(二)恒温恒压下
若反应物只有一种,如aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,平衡向正反应方向移动,此种情况等效于起始浓度相同,因此A的转化率也不变。
(三)按系数比进行投料,转化率相同
化学平衡移动方向与反应物转化率的关系
(一)恒温恒容下
1、若反应物不只一种,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
若只增加A的量,平衡向正反应方向移动,达到新的平衡时,A自身的转化率减小,B 的转化率增大。
2、若反应物只有一种,如aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,A的浓度增大,平衡正向移动;考虑转化率时,此种情况等效于加压,A的转化率与气态物质的化学计量数有关:
①a=b+c,A的转化率不变
②a>b+c,A的转化率增大
③a<b+c,A的转化率减小
(二)恒温恒压下
若反应物只有一种,如aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,平衡向正反应方向移动,此种情况等效于起始浓度相同,因此A的转化率也不变。
(三)按系数比进行投料,转化率相同。
高中化学平衡移动知识点总结化学是一门基础的自然科学。
在学习过程中,学生普遍感到化学“一听就懂,一学就会,一做就错”。
究其原因关键在于基本功不扎实。
化学知识点多而零碎,学习过程中若不能融会贯通,尤其是一些“特殊”之处,往往致使解题陷人“山重水复”之境。
为了理解、巩固和掌握这些知识,消除盲点。
今天给同学们准备了化学平衡相关知识点的总结,看完大家要多多记笔记,以后慢慢消化哦~一、化学平衡的移动01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02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。
03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。
二、外界条件对化学平衡移动的影响01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。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),分析如下:02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,如H2(g)+I2(g)2HI(g),压强的改变对平衡无影响。
平衡移动方向与转化率的关系一.温度和压强对平衡转化率的影响(一)压强对反应物平衡转化率的影响1.可逆反应达到平衡后,改变压强,平衡正向移动,反应物的转化率必定增大,反之,平衡逆向移动,反应物的转化率必定减小。
2.充入与反应无关气体,如可逆反应mA(g)+nB(g)≒pC(g)+qD(g)(m+n≠p+q)达到平衡后,向密闭容器中充入与反应无关气体,反应物A、B的转化率变化有以下两种情况:(1)恒温恒容条件下,向平衡体系中充入与反应无关气体,虽然密闭容器的总压增大,但容器的容积不变,与反应有关的各物质浓度均未发生变化,平衡不移动,故反应物A、B转化率不变。
(2)恒温恒压条件下充入与反应无关气体,因容器的压强不变,此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,平衡向气体体积增大的方向移动,从而可判断出反应物的转化率变化情况,如可逆反应mA(g)+nB(g)≒pC(g)+qD(g)①m+n>p+q时,A、B的转化率减小。
②m+n 〈p+q时,A、B的转化率增大。
③m+n=p+q时,A、B的转化率不变。
(二)温度对反应物平衡转化率的影响可逆反应达到平衡后,若正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,反应物的转化率必定增大,降低温度,平衡逆向移动,反应物的转化率必定减小,若正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动, 反应物的转化率必定减小,降低温度,平衡正向移动,反应物的转化率必定增大。
无论哪种情况,因反应物的初始量未变,改变温度或压强,导致平衡移动就会有更多的反应物转化为生成物或有更多的生成物转化为反应物,其结果转化率增大或减少,即改变温度或压强,平衡正向移动,转化率必定增大;平衡逆向移动,转化率必定减少。
例2NH3(g)+CO2(g)≒CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H<0,增大压强时平衡向正反应方向移动,NH3和CO2的转化率均增大,减小压强时平衡向逆反应方向移动,NH3和CO2的转化率均减小,升高温度,平衡逆向移动,NH3和CO2的转化率均减小,降低温度,平衡正向移动,NH3和CO2的转化率均增大。
恒温恒容下气体反应达平衡移动方向
问题:恒温恒容,单一气体反应物和气体产物的反应达到化学平衡状态,当增加一种物质浓度时,平衡移动方向如何判定?
例:恒温恒容,向已达平衡的N2O4(g) 2NO2(g)反应体系中继续加入N2O4气体,请问该反应平衡移动的方向?
A、平衡正向移动
B、平衡逆向移动
这个问题通常会有两种看法:
(1)选择A。
选择正向移动的一方认为:在加入N2O4气体的瞬间,N2O4浓度增大,浓度商Q<化学平衡常数K,故平衡正向移动。
(2)选择B。
选择逆向移动的一方认为:在加入N2O4气体达到新的平衡状态时,由于温度恒定,该反应的化学平衡常数K=[NO2]2/[N2O4]不变,所以平衡体系中NO2所占百分含量将会减少,故平衡逆向移动。
这两种看法的根本冲突在于判断平衡移动方向的依据不同。
前者是根据旧平衡被破坏的瞬间来判定,后者则是根据新平衡状态与旧平衡状态的改变来判定。
教材48页提到:“对于一个已达化学平衡状态的反应,如果平衡移动的结果使反应产物浓度更大,则称平衡正向移动或向右移动;反之,称平衡逆向移动或向左移动。
”从这句话可以看出,平衡移动的方向应该是根据移动的“结果”来判定的。
故应选择:B、平衡逆向移动。
化学平衡移动方向判断方法的研究
李大塘1,李静1,郭军2
(1.湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;
2.湖南人文科技学院,湖南娄底417001)
[摘要]针对恒温恒压条件下判断化学平衡移动方向这一化学平衡中的难点,运用理论分析方法推导出了恒温恒压下化学平衡移动的普适判据,并通过实例加以佐证。
研究结果表明,在恒温恒压下的气相反应平衡中,改变某一反应组分的含量后,平衡移动的方向主要取决于下列几个方面的因素:①该组分的起始平衡浓度的大小;②所加组分的物质的量的多少;③反应的类型;④摩尔体积。
3结论
以上分析结果表明,在恒温恒压下的气相反应平衡中,改变某一反应组分的含量后,平衡移动的方向主要由下列几个方面的因素来决定。
①该组分的起始平衡浓度的大小;②所加组分的物质的量的多少;③反应的类型;④摩尔体积。
尤其是对于理想气体化学反应,若向其恒温恒压下的平衡体系中加入某一反应组分,平衡并不总是向增加该加入组分的方向移动,有时反应可能存在三种情况:①向逆反应方向移动;②向正反应方向移动;③不移动,即不会发生化学反应仅为物料机械混合而已。
远离“化学平衡移动方向的误区”
河北唐山市第一中学杜际更
全日制普通高中化学第二册(必修加选修)第二章《化学平衡》中给出了化学平衡移动的概念:我们把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。
由于没有明确判断化学平衡移动方向的标准,从而导致教学中普遍存在一些错误的观点和认识,对有些问题存在疑惑或争议。
例如:某温度下,在一体积固定的密闭容器中,充入1molPCl5,发生反应PCl5(g)⇔PCl3(g)+Cl2(g),反应达到平衡后,再向容器中充入1molPCl5,问此时平衡移动的方向?
本题是中学化学中的常见习题,经常会有如下不同观点:(1)平衡向左移动了。
理由:再向容器中加入1molPCl5,和开始加入2molPCl达到平衡时的效果一样。
容积固定的密闭容器中,成比例的增大反应物的量,相当于加压过程(图示中乙容器充了2molPCl5,等价于丙容器充入2molPCl5达到平衡后,将活塞从B 推至A处),所以加压平衡向左进行。
(2)平衡向左移动。
理由:达到新平衡时,加入的PCl5未转化的更多了,容器中PCl5的百分含量比原来容器中的高。
所以,平衡向左移动了。
(3)反应向右进行,平衡向左移动。
理由:增大反应物的浓度,正反应速率增大,此时逆反应速率不变。
所以,反应向正反应方向进行。
但是由于,新加入的PCl5的转化率比原来容器中的低。
所以,平衡向左移动了。
(4)反应向右进行,平衡向右移动。
理由:增大反应物的浓度,正反应速率增大,此时逆反应速率不变。
所以,反应向正反应方向进行。
改变完条件后反应向正反应方向进行了,所以化学平衡向右移动了。
针对以上种种说法,下面进行逐一澄清与分析:观点一:把平衡后再充入
1molPCl5的过程,同开始就充入2molPCl5等价,本身犯了“偷换概念”的错误。
我
们改变的条件是“增加1molPCl5”,而不是“增加1molPCl5达到平衡后的平衡混合物”!
观点二:不能把物质百分含量的变化作为平衡移动的方向的标志。
如:在一定温度下,某密闭容器中进行合成氨的反应N2+3H2⇔NH3达到平衡,再充入nmolH2平衡向右移动,达新平衡后NH的百分含量增大吗?很明显,不一定,这取决于NH3的增大量与气体总量的增加量的相对大小;若n远大于原平衡混合气的总物质的量时,NH3的百分含量一定减小了。
观点三:也犯了将平衡移动方向和反应物的转化率混为一谈的错误。
认为转化率提高平衡就向右移动,反之向左移动,本身就是错误的。
举例说明:一定温度下,在一体积固定的密闭容器中,加入1molH2和1molI2(g),达到平衡后,充入1molH2则平衡向右移动,再充入1molI2(g)平衡又向右移动,但根据转化率的关系,因为首次平衡和最终平衡态的转化率相等,就会得出两次右移等于平衡不移动的谬论。
观点四:该观点是正确的。
改变完条件后,反应向哪个方向进行平衡就向哪个方向移动。
化学平衡的移动是旧的平衡被破坏,建立新平衡的过程,旧的平衡被破坏的原因是v(正)=v(逆)的条件被打破,从而产生了平衡的移动:若v(正)'
>v(逆)',则平衡右移,若v(正)'<v(逆)',则平衡左移。
另外结合大学教材,化学平衡移动的判断依据是:反应商(Q )与标准平衡常数(K Θ)的相对大小的变化,平衡时Q=K Θ,改变条件使Q <K Θ,平衡被破坏,反应向正向(或逆向)进行,之后重新建立平衡,我们说平衡右移(左移)。
由于,高中教材中不再涉及化学平衡常数的概念,所以,无法从浓度商和平衡常数的角度给出平衡移动的判断标准。
但是,我们必须保证知识的科学性,所以不妨让学生从速率角度建立正确的移动方向的判断标准:改变条件后,若v(正)'>v(逆)'则平衡右移,若v(正)'<v(逆)'则平衡左移。
从而远离“化学平衡移动移动方向”的误区。
刍议化学平衡移动方向的判断
李大塘,郭军
(湖南科技大学化学系,湘潭411201)
恒温恒容,向已达平衡的N 2O 4(g)N 2+3H 2⇔NH 3反应体系中,分别加入N 2、H 2、NH 3,请问该反应平衡移动的方向?
1.向体系中加入N 2
在合成氨反应中,在等温等压下,向平衡体系中加入nx LN 2后,平衡移动的方向由c (N 2)的大小决定,可能存在下列3种情况:
(1)当)(N c V 120>(2+x),即c(N 2)<x)(2 V 10+时,¨C
K Q <1,Δr G m<0,平衡向正反应方向移动。
(2)当)(N c V 120=(2+x)即c(N 2)=x)(2 V 10+时,¨C
K Q =1,Δr G m=0,平衡不移动。
(3)当
)(N c V 120<(2+x),即c(N 2)>x)(2 V 10+时,¨C K Q >1,Δr G m>0,平衡向逆反应方向移动。
2.向体系中加入H 2 Δr G m 总小于0,因此平衡总向正反应方向移动。
3.向体系中加入NH 3 Δr G m 总大于0,则平衡总是向逆反应方向移动。
以上讨论结果表明,在恒温恒压下的气相反应平衡中,改变某一反应组分的含量后,平衡移动的方向主要由3方面因素决定,即:
(1)该组分的起始平衡浓度的大小。
(2)所加组分的物质的量的多少。
(3)平衡的组成情况。
对于理想气体化学反应,若向其恒温恒压下的平衡体系中加入某一反应组分,平衡并不一定总是向消耗加入组分的方向移动,反应有可能存在3种情况:即向正反应方向移动,或向逆反应方向移动,或者不移动。