化学平衡
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化学平衡状态具有以下六大特征:
●逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
●等:达到平衡状态时,正反应和逆反应的速率是相等,即v正=v逆。
●动:即便已经达到化学平衡状态,表面上看上去已经静止,但是正逆反应仍在进行,相
互转换,保持一种动态平衡的状态。
●定:当处于化学平衡状态时,正逆反应中的化合物的成分/浓度,反应速率/转换速率都
维持在一个固定的水平,保持不变。
●变:化学平衡状态是一种动态平衡。
当这一平衡无论是被正反应打破,还是逆反应打破,
另一方都会马上进行化学转化来维持这一平衡状态。
●同:无论正逆反应如何触发,只是保持相同的外部环境,最终达到化学平衡的状态效果
都是一样的。
化学平衡的原理化学平衡是化学反应中物质浓度或者分压不再发生有效变化的状态。
在化学平衡条件下,正反应和逆反应之间的速率相等,将达到动态平衡。
了解化学平衡的原理对于理解和控制化学反应具有重要意义。
1. 反应物浓度与平衡常数在化学平衡中,反应物的浓度与平衡常数之间存在着密切的关系。
平衡常数表示了反应物浓度在平衡状态下的比例关系。
对于一个一般的化学反应:aA + bB ⇌ cC + dD其平衡常数Kc可以用反应物和生成物浓度的比值表达:Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中,[X]表示X的浓度。
当反应到达平衡时,平衡常数保持不变。
2. 活性和平衡常数在考虑化学平衡时,需要引入活性的概念。
活性是指反应物或生成物在溶液中的有效浓度,与其实际浓度不同。
活性系数可以衡量浓度和活性之间的关系。
活性的引入是为了更准确地描述反应物在平衡状态下的浓度。
3. 温度和化学平衡温度对于化学平衡的位置和平衡常数都具有重要影响。
通常情况下,增加温度会导致反应物浓度下降,反应向生成物方向进行,平衡常数增大。
相反,降低温度会导致反应物浓度增加,反应向反应物方向进行,平衡常数减小。
这是因为温度变化会影响反应速率常数,从而改变反应过程中的倾向性。
4. 压强和平衡常数对于气相反应而言,压强对化学平衡同样具有显著影响。
根据吉布斯-亥姆霍兹方程,对于以下反应:pA + qB ⇌ rC + sD反应物和生成物的摩尔分数与分压之间存在以下关系:(Kp) = (PC)^r(PD)^s / (PA)^p(PB)^q其中,p、q、r和s分别表示反应物和生成物在平衡状态下的摩尔系数,P表示各气体组分的分压。
压强变化会引起反应浓度的变化,进而影响平衡常数。
5. 影响平衡的其他因素除了温度和压强,还有其他因素可以影响化学平衡。
其中包括催化剂的存在、反应物浓度的变化以及反应系统的体积变化等。
催化剂可以加速反应速率,但不会对平衡位置产生影响。
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。
高中化学平衡知识点归纳在高中化学学习中,平衡是一个重要的知识点,涉及到反应当中物质的生成与消耗、反应速率以及平衡条件等方面。
下面我们就来对高中化学平衡知识点进行详细的归纳。
一、化学平衡的概念化学平衡是指在封闭容器中,当反应的速度达到最大值时,反应物与生成物在单位时间内的生成速度相等的状态。
在化学平衡条件下,反应物和生成物的浓度保持一定的比例关系。
化学平衡是动态平衡,即反应物和生成物仍在发生反应,但是反应速度相等。
二、化学平衡的表征1. 平衡常数平衡常数K是描述反应在给定条件下达到平衡时,反应物和生成物浓度之比的数字。
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。
2. 平衡常数与反应速率平衡常数K与反应速率呈反比关系,当K>1时,反应向生成物方向偏移;当K<1时,反应向反应物方向偏移;当K=1时,反应物和生成物浓度相等,达到平衡状态。
三、影响平衡位置的因素1. 温度根据Le Chatelier原理,温度升高时,吸热反应平衡位置向右偏移,生成端;温度降低时,吸热反应平衡位置向左偏移,反应端。
而对于放热反应,则恰好相反。
2. 压力对于气态反应,增加压力将使平衡位置移向物质的摩尔数较小的一侧。
当反应物和生成物的摩尔数相等时,改变压力对平衡位置的影响将会较小。
3. 浓度当添加了某种物质后,系统将会通过移动平衡位置以减小所添加物质的影响。
四、平衡的移动1. 垂直移动垂直移动是指改变化学平衡条件中两种物质的量以改变反应系数的过程。
2. 水平移动水平移动是指改变化学平衡的反应条件,使平衡位置向某个方向移动的过程。
五、平衡常数计算平衡常数K的计算涉及到反应物和生成物的摩尔浓度,需要根据反应方程式中物质的化学计量数来确定。
通过以上对高中化学平衡知识点的归纳,我们可以更好地理解化学平衡的概念、表征、影响因素以及平衡位置的移动方式等内容。
在学习中,我们需要深入理解化学平衡的原理,多做练习,以提高对该知识点的掌握程度。
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。
化学平衡平衡常数与化学平衡化学平衡是指在闭合的系统中,化学反应的物质转化率达到一定稳定的状态。
在这个状态下,反应物与生成物的浓度不再发生变化,达到了动态平衡。
化学平衡常数则是用来描述化学反应在平衡状态下的浓度关系的一个数值。
化学平衡常数(Keq)是指在特定温度下,反应物与生成物在平衡状态下的浓度之比的乘积。
对于一般的化学反应aA + bB ↔ cC + dD,其平衡常数可以表示为Keq = [C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b,其中方括号表示物质的浓度。
化学平衡常数与平衡位置相关。
当Keq大于1时,表示反应产物的浓度较高,反应朝向生成物的方向进行;当Keq小于1时,表示反应物的浓度较高,反应朝向反应物的方向进行。
当Keq等于1时,表示反应物与生成物的浓度相等,反应处于平衡状态。
化学平衡常数的大小与反应速率无关,只与反应物质的种类和温度有关。
在相同温度下,不同化学反应对应的平衡常数是不同的,因此通过Keq的大小可以判断反应的倾向性和平衡位置。
化学平衡常数的计算需要实验数据和化学平衡的表达式。
对于不同的化学反应,化学平衡的表达式可以通过实验数据得出。
一般来说,反应物和生成物的摩尔系数就是平衡常数表达式中的指数。
根据实验数据和平衡常数表达式,可以计算出平衡常数的数值。
化学平衡常数也与化学反应的变温性质相关。
当温度发生变化时,平衡常数也会发生变化。
根据Le Chatelier原理,当提高温度时,化学反应会朝向吸热方向进行,平衡常数会增大;当降低温度时,化学反应会朝向放热方向进行,平衡常数会减小。
因此,化学平衡常数还可以用来预测在不同温度下反应的平衡位置。
总之,化学平衡平衡常数是用来描述化学反应在平衡状态下物质浓度关系的一个重要参数。
它可以用来判断反应的趋势和平衡位置,还可以预测不同温度下反应的平衡位置。
通过实验数据和平衡常数表达式的计算,可以得到平衡常数的数值,进一步研究和分析化学反应的平衡性质。
化 学 平 衡 (一)一、化学反应的方向考查点一 自发过程和自发反应的理解 1.下列说法正确的是( )。
A .凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的B .自发反应一定是放热反应,非自发反应一定是吸热反应C .自发反应在恰当条件下才能实现D .自发反应在任何条件下都能实现2.碳酸铵[(NH 4)2CO 3]在室温下就能自发地分解产生氨气,对其说法正确的是( )。
A .碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B .碳酸铵分解是因为外界给予了能量C .碳酸铵分解是吸热反应,根据焓判据不能自发分解D .碳酸盐都不稳定,都能自发分解3.在图甲中的A 、B 两容器里,分别收集着两种互不作用的理想气体。
若将中间活塞打开(如图乙所示),两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中。
这是一个不伴随能量变化的自发过程。
关于此过程的下列说法不正确的是( )。
A .此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化即熵增大的过程B .此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出C .此过程从有序到无序,混乱度增大D .此过程是自发可逆的4.下列反应可能是自发进行的吸热反应的是( )。
A .NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H 2O(l)B .(NH 4)2CO 3(s)===NH 4HCO 3(g)+NH 3(g)C .2CO(g)+O 2(g)=====点燃2CO 2(g)D .2Al +Fe 2O 3=====高温Al 2O 3+2Fe 考查点二 熵判据5.水的三态的熵值关系是 ( )。
A .固态>液态>气态B .液态>固态>气态C .气态>液态>固态D .气态>固态>液态6.估计下列各变化过程是熵增加还是熵减小。
(1)NH 4NO 3爆炸:2NH 4N O 3(s)===2N 2(g)+4H 2O(g)+O 2(g) ( )。
(2)水煤气转化:CO(g)+H 2O(g)===CO 2(g)+H 2(g) ( )。
(3)臭氧的生成:3O 2(g)===2O 3(g)( )。
A .熵增大B .熵减小C .不变D .熵变很小考查点三化学反应进行方向的判断依据7.对于化学反应方向的确定,下列说法正确的是()。
A.在温度、压强一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向B.温度、压强一定时,放热反应能自发进行C.反应的焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素D.固体的溶解过程与焓变无关8.灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿。
现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J·mol-1,ΔS=-6.61 J·mol-1·K-1)()。
A.会变B.不会变C.不能确定D.升高温度才会变9.自由能的变化(ΔG)是反应方向判断的复合判据:ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时,反应正向自发进行。
已知某化学反应其ΔH=-122 kJ·mol-1,ΔS=231 J·mol-1·K-1,则此反应在下列哪种情况下可自发进行()。
A.在任何温度下都能自发进行B.在任何温度下都不能自发进行C.仅在高温下自发进行D.仅在低温下自发进行10.下列内容与结论相对应的是()。
酸铵溶于水可自发进行11.某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。
所查资料信息如下:①酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4②氧、硫、硒与氢气化合越来越难,碲与氢气不能直接化合③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如右图所示:请完成下列问题:(1)H2与硫化合的反应______热量(填“放出”或“吸收”)。
(2)已知H2Te分解反应的ΔS>0,请解释为什么Te和H2不能直接化合______________________________________。
(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是________(填序号)。
二、化学平衡状态考查点达到化学平衡状态的判断依据1.在容积不变的密闭容器中,可逆反应:4A(g)+5B(g) 3C(g)+6D(g)ΔH<0,达到化学平衡状态的标志是()。
A.气体密度不再发生变化B.A的物质的量浓度不再改变C.容器内总压强不再改变D.单位时间内消耗4n mol A,同时消耗5n mol B2.下列关于化学反应限度的说法中正确的是 ( )。
A .一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B .当一个可逆反应达到平衡状态时,正向反应速率和逆向反应速率相等且都等于0C .平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度已经不再改变D .化学反应的限度不可以通过改变条件而改变3.在恒温恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是( )。
A .A(g)+B(g) C(g) B .A(g)+2B(g) 3C(g)C .A(g)+B(g)C(g)+D(g) D .以上都达到平衡4.N2O 3在低温下是雪花状的固体,升高温度存在平衡:N 2O 3(g) NO 2(g)+NO(g),在恒温恒容条件下,下列不能说明该反应已达到平衡状态的是( )。
A .压强不变时B .颜色不变时C .密度不变时D .NO 的质量不变时5.一定条件下,在反应:2SO2(g)+O 2(g)2SO 3(g)的化学平衡体系中,SO 2、O 2、SO 3的浓度分别为2 mol·L -1、0.8 mol·L -1、2.4 mol·L -1,则O 2在反应起始时可能的浓度范围是( )。
A .0.8~2.0 mol·L -1 B .0~2.0 mol·L -1 C .0~0.8 mol·L -1D .无法确定6.可逆反应:N2+3H 22NH 3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物的浓度的变化来表示。
下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )。
A .3v 正(N 2)=v 正(H 2)B .v 正(N 2)=v 逆(NH 3)C .2v 正(H 2)=3v 逆(NH 3)D .v 正(N 2)=3v 逆(H 2)7.对于可逆反应:4NH3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g),下列叙述中正确的是 ( )。
A .达到化学平衡时,5v 正(O 2)=4v 逆(NO)B .若单位时间内生成x mol NO ,同时消耗x mol NH 3,则可确定反应达到平衡状态C .达到化学平衡时,若增大容器的体积,则正反应速率减小,逆反应速率也减小D .化学反应速率的关系是2v正(NH 3)=3v 正(H 2O)8.一定条件下,向密闭容器中充入1 mol NO 和1 mol CO 进行反应:NO(g)+C12N 2(g)+CO 2(g),测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示,其中处于化学平衡状态的点是 ( )。
A .a 点 B .b 点 C .c 点 D .d 点9.在某密闭容器中通入2 mol SO 2和1 mol 18O 2(加入V 2O 5并加热),一段时间后,在__________(填化学式)中存在18O 。
经过足够长的时间,最终能否得到2 mol SO 3?________。
10.下列说法中可说明反应:2HI(g)H2(g)+I 2(g)已达平衡状态的是________(填序号)。
①单位时间内生成n mol H 2的同时生成n mol HI ②一个H —H 键断裂的同时有两个H —I 键断裂 ③温度和体积一定时,某一生成物的浓度不再变化 ④温度和体积一定时,容器内压强不再变化 ⑤温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化 ⑥温度和压强一定时,混合气体的密度不再发生变化11.698 K时,向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)ΔH=-26.5 kJ·mol-1,测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题:(1)V=____________。
(2)该反应达到最大限度的时间是________,该时间内平均反应速率v(HI)=________。
(3)该反应达到平衡状态时,______(填“吸收”或“放出”)的热量为________。
12.在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体密度不变,e.容器内气体颜色不变。
①能说明反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的有________;②能说明反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡状态的有________;③能说明反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的有________。
三、化学平衡常数考查点化学平衡常数的应用1.对于3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(g),反应的化学平衡常数的表达式为()。
A.K=c3O4c2c c2B.K=c3O4c24c c24C.K=[c24[c24D.K=[c24[c242.将物质的量均为1 mol的X和Y充入一密闭容器中,发生反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),达到平衡时,测得X的转化率为25%,则平衡时X的物质的量为()。
A.0.25 mol B.0.5 mol C.0.75 mol D.0.45mol3.在密闭容器中充入A(g)和B(g),它们的初始浓度均为2 mol·L-1,在一定条件下发生反应:A(g)+B(g) 2C(g),该温度下,此反应的平衡常数为4,则A的转化率为()。
A.30% B.40% C.50% D.60%4.将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)充入容积为1 L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040 mol·L-1,则该条件下反应的平衡常数K为()。
A.4 B.16 C.32 D.1.6×103.5.已知一定温度下,下列反应的平衡常数:H2(g)+S(s) H2S(g)K1,S(s)+O2(g) SO2(g) K2。
则相同温度下反应:H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数为()。
A.K1+K2B.K1-K2C.K1·K2D.K1/K26.在相同的温度下,已知反应:①N2(g)+O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=3.84×10-31;②2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常数K=3.10×1025。