压强对化学反应速率和化学平衡影响的理解及特例
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压强对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响是学生难以理解的知识点,为了让学生有系统的掌握,总结如下;首先,压强只对气体有影响,因此,分析压强对平衡的影响,需要看物质的状态是不是气体。
对于有气体参加的反应,分以下情况:1.对于等体反应,P的改变不对平衡产生影响,平衡不移动,但是速率增大或减小。
2.对于非等体反应,(1)恒温,恒压下的容器,充入惰性气体或稀有气体,相当V增大,对原平衡减小压强。
(2)一定温度下,减小或增大容器的体积,对于压强是增大或减小(a)若题目给出方程式,可以根据方程式本身的特点(体积增大或减小)判断平衡移动方向。
(b)若题目给出某物质的变化了的浓度或转化率或百分含量A,该变化值是平衡移动后的,理应分析体积改变瞬间时浓度、转化率、百分含量的变化量B,比较A与B的大小,判断平衡移动的方向例题:1、在密闭容器中发生反应:a X(g)+b Y(g)c Z(g)+d W(g) 反应达到平衡后,保持温度不变,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,W的浓度为原平衡状态的 1.8倍。
下列叙述正确的是()A.平衡向正反应方向移动B.(a+b)>(c+d)C.Z的体积分数变大D.X的转化率变小2、在密闭容器中发生反应:a A(g)c C(g)+d D(g)反应达到平衡后,保持温度不变将气体体积增大到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.8倍。
下列叙述正确的是A.A的转化率变大 B.平衡向正反应方向移动C.D的体积分数变大 D.a<c+d3.某温度下,将2molA和3molB充入一密闭容器中,发生反应a A(g)+B(g)Z(g)+W(g),5分后达到平衡。
如温度不变将容器扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则()A、a=2B、a=1C、a=3 D .无法确定a的值4.恒温下,反应a A(g)c C(g)+d D(g) 达到平衡后,将容器体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,X的浓度有原来的0.1mol/L 增大到0.19mol/L。
《化学平衡》平衡中的压强变化在化学世界中,化学平衡是一个至关重要的概念,而压强变化则是影响化学平衡的一个关键因素。
让我们一起来深入探讨一下化学平衡中压强变化所带来的种种影响。
首先,我们要明确什么是化学平衡。
当一个可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,此时就达到了化学平衡状态。
这个状态看似静止,实则是一种动态平衡,正逆反应仍在不断进行,只是速率相等而已。
那么,压强是如何影响化学平衡的呢?这就要从压强对反应体系的作用机制说起。
压强的变化通常是通过改变气体的体积来实现的。
对于有气体参与的反应,如果反应前后气体分子的物质的量发生了变化,那么压强的改变就会对平衡产生影响。
当压强增大时,如果反应体系中气体分子的物质的量减少,也就是正向反应会使气体分子数减少,那么平衡就会向正反应方向移动;反之,如果反应体系中气体分子的物质的量增加,也就是逆向反应会使气体分子数减少,那么平衡就会向逆反应方向移动。
举个例子来说,对于合成氨的反应:N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃,这个反应中,左边反应物气体分子的物质的量是 4,右边生成物气体分子的物质的量是 2。
当增大压强时,平衡会向正反应方向移动,也就是生成更多的氨气,以减少气体分子的总数,从而缓解压强增大带来的影响。
相反,如果压强减小,情况则正好相反。
还是以合成氨的反应为例,减小压强时,平衡会向逆反应方向移动,生成更少的氨气,气体分子总数增加,以适应压强减小的变化。
需要注意的是,如果反应前后气体分子的物质的量不变,那么压强的改变就不会使化学平衡发生移动。
比如氢气和碘蒸气反应生成碘化氢的反应:H₂+ I₂⇌ 2HI,反应前后气体分子的物质的量都是 2,无论压强如何变化,平衡都不会移动。
压强变化影响化学平衡的原理,其实质是勒夏特列原理的体现。
勒夏特列原理指出,如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
·学海导航·◇ 黑龙江 丁玉秀在高中化学学习阶段,经常遇到恒压、恒容条件下分别通入与反应有关或无关气体两大类题型.在考虑压强的影响时,因为无法找到总压强与速率变化和平衡移动的规律,所以许多学生在处理压强问题时总是存在很多困难.实际上对反应速率和平衡有影响的并不是反应体系的总压强,而是参与化学反应气体的压强,本文称为分压强.分压强问题完全可以通过分析粒子间距离进行讲解,即可以归结到参与反应气体的浓度问题,下面从恒压、恒容两个方面进行分析.1 恒温、恒容条件1.1 通入与反应无关的气体分子反应体系在恒容条件下通入无关气体时,所有气体分子间间隔变小,故体系总压强增大.但是由于参与反应气体的物质的量不变,恒容条件下体积不变,故各反应成分的浓度不变,即化学反应速率不变,化学平衡不移动.例1 在一定温度下,将1molN2和3molH2通入容积为1L的刚性容器中充分反应:N2+3H幑幐22NH3 Δ犎<0,达到平衡状态后,再通入1molHe,则N2的转化率如何变化?分析 达到化学平衡后,通入1molHe为惰性气体,不参与化学反应,对参与反应的气体而言物质的量不变,容器容积不变,故浓度不变,即实际参与反应的气体分压不变,反应速率不变,平衡不移动,则N2的转化率不发生改变.1.2 通入参与反应的气体分子如果只通入某种反应气体,直接转化为考虑单一增大某气体浓度即可,如果按原投料比通入反应气体,由于参与反应气体的物质的量增大,恒容条件下体积不变,故参与反应气体的浓度增大,即实际参与反应的分子间间隔变小,则分压增大,因此反应速率增大,化学平衡向气体体积减小的方向移动.例2 在一定温度下,将1molN2和3molH2通入容积为1L的刚性容器中充分反应:N2+3H幑幐22NH3 Δ犎<0,达到化学平衡状态后,再通入1molN2和3molH2,则N2的转化率如何变化?分析 达到化学平衡后,再次按比例通入1molN2和3molH2,则参与反应的气体的物质的量增大,容器容积不变,故物质的量浓度增大,即参与反应的气体分压增大,故反应速率加快,平衡向正反应方向移动,则N2的转化率增大.2 恒温、恒压条件2.1 通入与反应无关的气体分子反应体系在恒温、恒压条件下通入与反应无关的气体时,气体总压强不变.但由于参与反应的气体的物质的量不变,恒压条件下体积增大,故参与反应的气体的物质的量浓度减小,即实际参与反应的分子间间隔增大,故分压减小,反应速率减小,化学平衡向气体体积增大的方向移动.例3 将1molN2和3molH2通入恒温、恒压容器中充分反应:N2+3H幑幐22NH3 Δ犎<0,达到化学平衡状态后,再通入1molHe,则N2的转化率如何变化?分析 在恒温、恒压条件下,反应达到平衡后,再通入1molHe,为维持总压强不变,则气体总体积增大.由于参与反应气体的物质的量不变,恒压条件下体积增大,故气体的物质的量浓度变小,即参与反应的气体分压减小,反应速率减小,平衡逆向移动,故N2的转化率减小.2.2 通入参与反应的气体分子在恒压条件下按原投料比通入反应气体时,气体总压强不变.由阿伏加德罗定律推论可知,在恒温、恒压条件下气体的体积之比等于物质的量之比,即物质的量和体积同比例增大,故浓度不变,即实际参与反应的分子间间隔不变,分压不变,则反应速率不变,化学平衡不移动.例4 将1molN2和3molH2通入恒温、恒压容器中充分反应:N2+3H幑幐22NH3 Δ犎<0,达到化学平衡状态后,再通入1molN2和3molH2,则N2的转化率如何变化?分析 在恒温、恒压条件下,平衡后再通入1molN2和3molH2.由于参与反应的气体狀和犞同比例增大,犮不变,即分压不变,故化学反应速率不变,平衡不移动,N2的转化率不变.在处理压强对速率和平衡的影响时,直接根据物质的量浓度计算公式分析参与反应气体的浓度变化,并由浓度变化与参与反应气体的分压变化成正比,推知分压的变化,结合压强对于速率和平衡移动的影响规律即可进行判断,要注意抓住规律,这样才能以不变应万变.(作者单位:黑龙江省哈尔滨德强学校)55。
压强与化学反应速率的关系压强与化学反应速率的关系压强是指在单位面积上所受的力的大小,化学反应速率则是指单位时间内反应物消耗或生成的物质的数量。
压强与化学反应速率之间存在着一定的关系,下面将从不同角度进行探讨。
首先,压强与化学反应速率之间存在着正相关的关系。
当压强增加时,分子间的碰撞频率也会增加,从而增加了化学反应的速率。
这是因为压强的增加会使气体分子间的平均自由行程减少,使分子更加接近,碰撞的可能性增大。
当分子碰撞频率增加时,反应物之间的有效碰撞也会增加,从而促进了反应的进行。
因此,增加压强可以提高化学反应的速率。
其次,压强还可以通过影响气体溶解度来调节化学反应速率。
当压强增加时,溶解度也会增加。
例如,当二氧化碳溶解在水中时,增加压强会使二氧化碳更容易溶解,从而促进了碳酸的形成。
这也意味着在液体中反应物的浓度增加了,反应速率也会随之增加。
因此,通过改变压强可以改变反应物的浓度,进而调节化学反应的速率。
此外,压强还可以影响反应物的扩散速率。
压强增加会使气体分子的平均速度增加,从而提高了分子的扩散速率。
当反应物分子扩散到反应区域时,才能参与反应。
因此,增加压强可以增加反应物分子扩散的速率,从而加快化学反应的进行。
然而,需要注意的是,压强对化学反应速率的影响是有限的。
当压强超过一定范围,反应速率不再随压强增加而继续增加,而是趋于稳定。
这是因为在高压下,分子间碰撞的能量增加,反应物中的化学键更容易断裂,反应速率会达到一个极限值。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的压强条件以控制化学反应速率。
综上所述,压强与化学反应速率之间存在着一定的关系。
增加压强可以增加分子间的碰撞频率,提高反应速率;同时,压强还会影响反应物的溶解度和扩散速率,进而调节化学反应的进行。
然而,应注意到压强对反应速率的影响有一定限度。
因此,在实际操作中,我们需要根据具体反应的特性和需求来选择合适的压强条件,以达到最佳的化学反应速率。
压强对化学反应速率的影响1 影响规律对于有气体参加的反应,其他条件相同时,增大压强(减小容器的容积)相当于增大反应物的浓度,反应速率加快;减小压强(增大容器的容积)相当于减小反应物的浓度,反应速率减慢。
2 理论解释对于有气体参加的化学反应,其他条件不变时,增大压强相当于增大了浓度,所以,增大压强→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率加快。
名师提醒(1)对于只有固体或液体参加的反应,由于固体、液体粒子间的空隙很小,增大压强几乎不能改变它们的浓度,因此压强的变化对于反应速率的影响可忽略不计。
(2)对于有气体参加的可逆反应,增大压强,正、逆反应速率都增大;减小压强,正、逆反应速率都减小。
3 压强对反应速率影响的几种情况对于有气体参加的反应,改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是气体物质的浓度发生了改变。
所以讨论压强对反应速率的影响时,应先区分引起压强改变的原因,然后分析这种改变对反应体系中各组分的浓度的影响,由此判断出对反应速率的影响。
(1)恒温时:①体积减小−−−→引起压强增大−−−→引起气体反应物浓度增大−−−→引起反应速率加快。
②体积增大−−−→引起压强减小−−−→引起气体反应物浓度减小−−−→引起反应速率减慢。
(2)恒温恒容时:①充入气体反应物−−−→引起总压强增大−−−→引起气体反应物浓度增大−−−→引起反应速率加快。
②充入“无关气体”(如He 、Ne 、Ar 、N 2等不参与反应也不干扰反应的气体,下同)−−−→引起总压强增大,但各气体反应物分压不变,即各气体反应物浓度不变—→反应速率不变。
(3)恒温恒压时:充入“无关气体”−−−→引起体积增大−−−→引起各气体反应物浓度减小−−−→引起反应速率减慢。
典例详析例4-12(2019河南鹤壁月考)反应C (s )+H 2O (g )CO (g )+H 2(g )在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变能够引起反应速率增大的是A .增加C (s )的量B .将容器的容积缩小一半C .保持容器容积不变,充入Ar 使体系压强增大D .保持压强不变,充入Ar 使容器容积增大解析◆C (s )为固体反应物,增加其用量对反应速率几乎没有影响,A 项不符合题意;容器容积缩小一半相当于压强增大一倍,各气体物质的浓度增大,反应速率增大,B 项符合题意;保持容器容积不变,充入Ar ,体系总压强增大,但各气体物质的浓度并未改变,反应速率基本不变,C 项不符合题意:充入Ar 使容器容积增大,总压强不变,但各气体物质的浓度减小,反应速率减小,D 项不符合题意。
压强对化学反应速率和化学平衡影响的理解及特例压强对反应速率的影响归根结缔是压强的改变引起了物质浓度的变化,从而改变了反应速率;而压强对化学平衡影响的实质是要引起υ正、υ逆的改变,且使υ正≠υ逆。
学生在理解压强对化学反应速率和化学平衡的影响时应特别注意以下几点:一.正确理解浓度和压强变化的实质1.将压强变化看作浓度变化压强对反应速率的影响归根结缔是压强的改变引起了物质浓度的变化,从而改变了反应速率。
例1:对于在密闭容器中进行的反应2SO 2(气)+O 2(气)2SO 3(气),下列条件哪些能加快该反应的化学反应速率(假设温度不变)( )A 。
缩小体积使压强增大 B.体积不变充入O 2使压强增大C.体积不变充入N 2使压强增大 D 。
恒压时充入N 2解析:压强对反应速率的影响归根结缔是浓度的影响.A 将容器体积缩小,各物质浓度均增大,故反应速率加快。
B 充入O 2的实质使O 2的浓度增大,故反应速率也加快。
C 虽然增大了压强,但参加反应的各物质的浓度却没有变化,故反应速率不变。
D 恒压时充入N 2会导致容器体积增大,实质上是各物质的浓度减小,故反应速率减慢。
所以选A 、B 。
2.将浓度变化看作压强变化压强的改变将引起体系中各气态物质的浓度成等倍增减,当浓度变化是由各物质的量均同时增大或减小而引起时,平衡移动又可以理解为压强的变化产生的结果.例2:某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B (g )2C (g)达到平衡,测得平衡时A 、B 、C 物质的量之比n (A )∶n (B) ∶ n(C) = 2∶2∶1.若保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A 、B 和C ,下列判断中正确的是( )A 。
平衡向正反应方向移动 B.平衡不会发生移动C 。
C 的体积分数增大 D.B 的体积分数增大简析:平衡时维持容器体积和温度不变,按相同物质的量之比充入A 、B 、C ,即各物质的浓度成等倍增加,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,所以C 的体积分数增大.二.正确理解压强对平衡移动的影响1.对有气体参加的可逆反应,增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动,减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
压强对化学平衡的影响化学平衡是指在封闭条件下,化学反应中反应物与生成物的浓度达到一定比例的状态。
压强是指单位面积上的力的大小,对化学平衡的影响主要体现在气相反应中,下面将从三个方面分别阐述压强对化学平衡的影响。
一、压强对气相反应平衡位置的影响气相反应中,当反应物与生成物的气体分子数不等时,压强的变化会影响反应的平衡位置。
根据Le Chatelier定律,增加压强会使平衡位置向压力增加的方向移动。
1.反应物分子数较多时:当反应物的气体分子数较多时,增加压强会使平衡位置向生成物的方向移动。
这是因为增加压强会使反应物浓度减小,而生成物浓度增大,从而减小反应物分子数过多的不利影响,使反应物转化为生成物,达到平衡。
2.反应物与生成物分子数相等时:当反应物和生成物的气体分子数相等时,增加或减小压强不会改变平衡位置。
因为对于该类反应,反应物与生成物的浓度已经达到平衡浓度,增加或减小压强不会改变反应物与生成物的浓度比例,平衡位置保持不变。
3.生成物分子数较多时:当生成物的气体分子数较多时,增加压强会使平衡位置向反应物的方向移动。
增加压强会使生成物的浓度减小,而反应物浓度增大,从而减小生成物分子数过多的不利影响,使生成物转化为反应物,达到平衡。
二、压强对气相反应速率的影响在气相反应中,压强的变化会影响反应速率。
增加压强会使反应速率加快,而减小压强则会使反应速率减慢。
这是因为增加压强会增加气体分子的碰撞频率和碰撞力度,从而增加反应发生的机会,促进反应速率的加快;减小压强则会减少气体分子的碰撞频率和碰撞力度,导致反应发生的机会减少,使反应速率减慢。
三、压强对平衡常数的影响压强的变化对于达到新的平衡时反应物与生成物的浓度比例有影响,从而对平衡常数有影响。
对于气相反应,在Le Chatelier定律的影响下,增加压强会使平衡常数增大,而减小压强则会使平衡常数减小。
平衡常数的变化与压强的关系可以通过Gibbs-Helmholtz方程进行推导。
压强影响化学平衡的原理压强是指单位面积上施加的力量,它对化学平衡的影响可以从理论和实验两方面来进行探讨。
在理论方面,根据Le Chatelier定律,压强的变化会导致平衡位置的改变,从而影响化学反应的方向和速率。
在实验方面,通过改变压强可以探究化学平衡的影响机制,例如通过压力容器、活塞等控制压强,或者通过改变溶液的浓度来改变系统压强。
首先,我们来探讨理论方面的压强对化学平衡的影响。
根据Le Chatelier定律,当化学系统处于平衡状态时,外界对系统施加的压强的增加会导致平衡位置的移动,以减小压强的影响。
具体来说,对于气体反应,当压强增加时,系统会偏向于减小气体的摩尔数,也就是偏向于反应生成摩尔数较少的物质。
这是因为当压强增加时,系统通过减少气体的摩尔数来减小体积,从而能够减小压强的影响。
反之,当压强减小时,系统会偏向于增加气体的摩尔数,以增大体积来减少压强的影响。
对于溶液中的化学反应,压强的影响主要是通过改变溶质的浓度来实现的。
当施加压力时,溶液的体积减小,导致溶质的浓度增加。
根据Le Chatelier定律,溶液中的化学平衡会向浓度较低的一侧移动,以减小压强的影响。
同时,压强的变化还会改变溶质溶解度,从而进一步影响化学平衡。
例如,在气体溶液中,当压强增加时,溶解度会随之增加,因为气体分子在较高压力下更容易溶解于溶液中。
接下来我们来看一些实验中压强对化学平衡的影响。
实验中,通过控制压力容器、活塞等可以改变压强,从而研究压强对化学平衡的影响机制。
比如,对于气体反应,人们可以通过改变压力容器的体积,来调节压强的大小,从而研究压强对平衡位置的影响。
实验结果表明,高压会导致反应物摩尔数较少的物质生成量增加,从而使平衡位置移向生成物的一侧。
类似地,通过改变溶液的浓度,也可以实现对压强的控制,并研究压强对化学平衡的影响。
总结起来,压强对化学平衡的影响可以从理论和实验两个方面进行分析。
理论上,根据Le Chatelier定律,增加压强会使化学平衡位置偏向生成物的一侧,以减小压强的影响。
压强变化对化学平衡的影响化学平衡这个话题听上去可能有点严肃,但其实我们可以轻松聊聊它,尤其是压强变化对化学平衡的影响。
想象一下,你在厨房做饭,正在煮一锅汤。
汤里的气味四处飘散,惹得你肚子咕噜咕噜叫。
突然,你打开锅盖,蒸汽涌出,那一瞬间,锅里的气压就发生了变化,对吧?化学反应也是一样,压强的变化会让反应的结果大相径庭,就像你在厨房里加了太多盐,瞬间味道变得咸得要命。
咱们得搞清楚,什么是化学平衡。
简单来说,就是反应物和生成物之间达成一种“默契”,它们的浓度保持不变。
就像两个人谈恋爱,吵吵闹闹,但总是能和好如初。
当你改变了压强,这种“恋爱关系”就可能受到影响,反应物可能会向生成物倾斜,或者反过来。
举个例子,想象一下你在玩气球,往里面吹气,气球鼓起来,最终它要么会继续膨胀,要么会爆掉。
这就是压强在起作用。
说到压强,咱们得记住“勒夏特列原则”。
这个原则就像是化学界的小秘方,告诉我们在一个平衡反应中,如果你增加压强,系统会试图减小这个压强,从而推动反应向着气体分子较少的一方移动。
像是你在拥挤的地铁上,想要多点空间,就得往外挤,或者干脆下车找个空位。
压力越大,反应越想往人少的地方走,真是个简单易懂的道理。
再聊聊气体反应。
很多气体反应在高压下表现得特别活跃。
比如,氢气和氧气结合生成水,这个反应在高压下进行得飞快,简直像是在开火箭。
如果压强不够,那这两个“小伙伴”可能就懒得搭理彼此了。
就像你请朋友吃饭,结果他又说“我不饿”,那你也没办法。
反应物之间的“亲密度”大大降低,平衡就会向反方向发展。
化学反应不仅仅是数字和公式的堆砌,很多时候它们跟我们的生活息息相关。
比如,汽车排放的气体,和大气中的压强变化有着密切关系。
汽车的尾气如果在高压环境中进行反应,可能会影响到周围的空气质量,这可不是小事。
环境保护就是这样,压强变化不仅影响化学反应,还可能影响我们的健康和生活质量。
不过,压强的变化不是单纯的“加减法”,而是一个复杂的平衡过程。
压强对化学反应速率和化学平衡影响的理解及特例
压强对反应速率的影响归根结缔是压强的改变引起了物质浓度的变化,从而改变了反应速率;而压强对化学平衡影响的实质是要引起υ正、υ逆的改变,且使υ正≠υ逆。
学生在理解压强对化学反应速率和化学平衡的影响时应特别注意以下几点:
一.正确理解浓度和压强变化的实质
1.将压强变化看作浓度变化
压强对反应速率的影响归根结缔是压强的改变引起了物质浓度的变化,从而改变了反应速率。
例1:对于在密闭容器中进行的反应2SO 2(气)+O 2(气)2SO 3(气),下列条件哪些能加快该反应的化学反应速率(假设温度不变)( )
A.缩小体积使压强增大
B.体积不变充入O 2使压强增大
C.体积不变充入N 2使压强增大
D.恒压时充入N 2
解析:压强对反应速率的影响归根结缔是浓度的影响。
A 将容器体积缩小,各物质浓度均增大,故反应速率加快。
B 充入O 2的实质使O 2的浓度增大,故反应速率也加快。
C 虽然增大了压强,但参加反应的各物质的浓度却没有变化,故反应速率不变。
D 恒压时充入N 2会导致容器体积增大,实质上是各物质的浓度减小,故反应速率减慢。
所以选A 、B 。
2.将浓度变化看作压强变化
压强的改变将引起体系中各气态物质的浓度成等倍增减,当浓度变化是由各物质的量均同时增大或减小而引起时,平衡移动又可以理解为压强的变化产生的结果。
例2:某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡,测得平衡时A 、B 、C 物质的量之比n(A)∶n(B) ∶ n(C) = 2∶2∶1。
若保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A 、B 和C ,下列判断中正确的是( )
A.平衡向正反应方向移动
B.平衡不会发生移动
C.C 的体积分数增大
D.B 的体积分数增大
简析:平衡时维持容器体积和温度不变,按相同物质的量之比充入A 、B 、C ,即各物质的浓度成等倍增加,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,所以C 的体积分数增大。
二.正确理解压强对平衡移动的影响
1.对有气体参加的可逆反应,增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动,减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
对反应前后气体体积不变的可逆反应,改变压强,平衡不移动。
这里所说的压强增大(或减小)是指容积体积缩小(或增大)。
例3:在一定温度下,将一定质量的混合气体在密闭容器中发生反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),达到平衡时测得B 气体的浓度为0.61-⋅L mol ,恒温下将密闭容器的容积扩大1倍,重新达到平衡时,测得B 气体的浓度为0.41-⋅L mol ,下列叙述中正确的是( )
A. a+b>c+d
B. 平衡向右移动
C.重新达平衡时,A 气体浓度增大
D.重新达平衡时,D 的体积分数减小
解析:本题许多考生仅从表面上分析,容器扩大1倍,即压强减小,而B 气体的浓度从0.61-⋅L mol 减小到0.41-⋅L mol ,判断平衡正移,错选B 。
错选的原因是未从根本上理解压强的改变其实质是改变物质的浓度。
在恒温下密闭容器的容积扩大1倍,则容器的各种气体物质的量浓度各减半,此刻B 气体的浓度应为0.31-⋅L mol ,重新达平衡后B 的浓度增加到0.41-⋅L mol ,说明当容积体积扩大(即减压),平衡向逆反应方向移动,根据平衡移动原理得逆反应即为气体体积增大的反应,所以a+b>c+d ;D 的体积分数减小。
又由于在容积扩大一倍时,A 气体的浓度减小一半,虽然平
衡逆移,生成的A 的物质的量增多,但也比原平衡时A 的浓度要小。
故选A 、D 。
例4:在10℃和Pa 5102⨯的条件下,反应aA(g)dD(g)+eE(g)建立平衡后,再逐步D 的浓度。
压强/Pa
Pa 5102⨯ Pa 5105⨯ Pa 6101⨯ D 的浓度
/1-⋅L mol
0.085 0.20 0.44
根据表中数据,回答下列问题: ⑴压强从Pa 5102⨯增加到Pa 5105⨯时,平衡向—————(填“正”、“逆”)反应方向移动,理由是————————————————。
⑵压强从Pa 5105⨯增加到Pa 6101⨯时,平衡向—————(填“正”、“逆”)反应方向移动,理由是——————————————。
平衡之所以向该反应方向移动,这是由于——————————————。
解析:此题考查了压强对平衡移动的影响及反应前后气体物质的量的变化关系。
⑴压强从Pa 5102⨯增加到Pa 5105⨯,即气体体积缩小2.5倍。
若平衡不移动,则D 的浓度变为原来的2.5倍,即2125.05.2085.0=⨯>0.20,说明平衡逆向移动了。
由此可得:逆反应为气体体积缩小的反应,即a<d+e 。
⑵同理,压强从Pa 5105⨯增加到Pa 6101⨯,即气体体积缩小2倍。
若平衡不移动,则D 的浓度变为40.0220.0=⨯,其值小于0.44,说明平衡正向移动了,即正反应为气体体积缩小的反应,这与上述⑴相矛盾,说明在该温度、Pa 6101⨯时,A 物质仍为气态,而D 与E 物质至少有一种变成了气态。
2.平衡移动的方向:“减弱这种改变”。
从定性、定量两个角度来说明,即移动的结果是“减弱”这种改变,而不是“消除”,更不能“逆转”。
另外还要分清三个“变化量”:①条件改变量的瞬时变量;②移动过程的变量;③新平衡与旧平衡相比较的变量。
如将注射器中的NO 2气体快速压缩到原来体积的一半,则混合气体的压强将先变大然后变小,最后新平衡时的压强比压缩前旧平衡时的压强大。
请自行解释。
三.特例:
一定温度下,将一定量NH 4Br +HBr(g)达平衡(t 1)后,再加入一定量NH 4Br 固体(t 2,其它条
件不变),平衡不移动;再缩小容器体积(t 3),平衡逆移,再次达到平衡(t 4)后,其压强、NH 3和HBr 的浓度与前平衡时相
同。
为什么?(整个过程正、逆反应速率与时间的关系如图如示) 解析:此反应只有生成物为气态,随着反应的进行,生成物浓度越来越大,反应物浓度不变,故正反应速率不变,逆反应速率增大,到t 1时两者相等,即达到平衡。
在t 2时加
入一定量NH 4Br 固体,物质浓度不变,正逆反应速率不变,
所以平衡不移动;在时t 3缩小容器体积(相当于加压),此时NH 3和HBr 的浓度增大,逆反应速率增大,正反应速率仍不变,所以平衡逆移到t 4时重新达到平衡。
由于温度不变,平衡常数不变,故重新达到平衡时NH 3和HBr 的浓度和分压与前平衡时相同,所以总压也相同。
这与上述所说的移动的结果是“减弱”这种改变,而不是“消除”不同,它是一种特殊情况。
t t 0t 1t 2t 3t 4υυυυ’υ’(逆))正()正((逆)。