最新影响化学平衡移动的因素(压强).
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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。
一、浓度变化对化学平衡的影响化学平衡aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)体系浓度的变化增大反应物的浓度增大生成物的浓度减小反应物的浓度增大生成物的浓度速率的变化平衡移动的方向v-t图像规律总结二、压强变化对化学平衡的影响化学平衡aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b>c+d a+b<c+d a+b=c+d体系压强的变化加压减压加压减压加压减压速率的变化移动的方向v-t图像规律总结化学平衡aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)△H>0 △H>0体系温度改变升温降温升温降温速率的变化平衡移动的方向v-t图像一、浓度变化对化学平衡的影响化学平衡aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)体系浓度的变化增大反应物的浓度增大生成物的浓度减小反应物的浓度增大生成物的浓度速率的变化平衡移动的方向v-t图像规律总结二、压强变化对化学平衡的影响化学平衡aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b>c+d a+b<c+d a+b=c+d体系压强的变化加压减压加压减压加压减压速率的变化移动的方向v-t图像规律总结化学平衡aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)△H>0 △H>0体系温度改变升温降温升温降温速率的变化平衡移动的方向v-t图像。
化学平衡移动的影响因素影响平衡移动的因素只有浓度、压强和温度三个。
1、在其他条件不变时,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、在有气体参加或生成的反应中,在其他条件不变时,增大压强(指压缩气体体积使压强增大),平衡向气体体积减小方向移动。
3、在其他条件不变时,升高温度平衡向吸热反应方向移动。
1、浓度影响在其他条件维持不变时,减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,有助于正反应的展开,均衡向右移动;减少生成物的浓度或增大反应物的浓度,有助于逆反应的展开均衡向左移动。
单一物质的浓度发生改变只是发生改变正反应或逆反应中一个反应的反应速率而引致正逆反应速率不成正比,而引致均衡被超越。
2、压强影响对于气体反应物和气体生成物分子数左右的可逆反应来说,当其它条件维持不变时,减小总应力,均衡向气体分子数增加即为气体体积增大的方向移动;增大总应力,均衡向气体分子数减少即为气体体积减小的方向移动。
若反应前后气体总分子数(总体积)维持不变,则发生改变应力不能导致均衡的移动。
应力发生改变通常可以同时发生改变正,逆反应速率,对于气体总体积很大的方向影响很大,比如,正反应参予的气体为3体积,逆反应参予的气体为2体积,则减小应力时正反应速率提升得更多,从而并使v正\uev逆,即为均衡向正反应方向移动;而增大应力时,则正反应速率增大得更多,均衡向逆反应方向移动。
3、温度影响在其他条件维持不变时,增高反应温度,有助于吸热反应,均衡向吸热反应方向移动;减少反应温度,有助于放热反应,均衡向放热反应方向移动。
与应力相似,温度的发生改变也就是同时发生改变正,逆反应速率,高涨总是并使正,逆反应速率同时提升,降温总是并使正,逆反应速率同时上升。
对于吸热反应来说,高涨时正,反应速率提升得更多,而导致v正\uev逆的结果;降温时放热方向的反应速率上升得也越多。
与应力发生改变相同的就是,每个化学反应都会存有一定的热效应,所以发生改变温度一定会并使均衡移动,不能发生不移动的情况。
影响化学平衡移动的压强因素江和平(深圳市宝安中学广东深圳518101)摘要影响化学平衡移动的压强因素,实质上是一种特殊的浓度因素,即浓度同等倍增或同等倍减。
关键词化学平衡压强特殊的浓度因素同等倍增或同等倍减一、问题的提出高中化学教科书对于有气体参与的可逆反应,当反应达到化学平衡状态后,增大(或减少)压强,平衡会向气体体积(气体分子数)增多(或减少)的方向移动。
根据理想气体状态方程:PV=nRT,方程中有四个变量(P、V、T、n),P与V、T、n三个变量有关,利用控制变量法,当V、T、n其中两个变量一定、另一个变量改变时,对压强P的影响,可以得出以下结论:缩小容器的容积(V 减小);增大气体n;升高T,均可以使P 增大。
在高中化学教学中学生常常提出类似下面的一些问题:(一)对于下列在定温、定容容器中进行的可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)反应达到平衡后,再投入O2,增大了c(O2),平衡向右移动。
但学生认为投入O2后P会增大,平衡不是会向左(气体体积减小的方向)移动吗?(二)在一容积固定....的密闭容器中,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ∆H<0 反应达到平衡后,升高温度,平衡向左(吸热反应方向)移动。
但学生认为温度升高,压强会增大,平衡不是会向右移动吗?(三)在一容积固定....的密闭容器中,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ∆H<0 反应达到平衡后,向容器中充入N2,学生不好理解的是压强增大了,平衡还不移动。
………诸如此类的迷思概念,对学生学习压强对化学平衡的影响带来了一些负面影响,压强对化学平衡影响的本质是解决这一类问题的重要抓手。
二、如何正确认识压强对化学平衡的影响解决化学平衡是否移动的万能钥匙是浓度商Q c与平衡常数K c之间的关系(如图1所示)。
我们知道,可逆反应在一定条件下达到化学状态后,K c=Q c,此时改变某一外界条件,如果Q c<K c,反应正向进行;Q c=K c,反应仍处于平衡状态;Q c>K c,反应向逆方向进行。
影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素是高考重点考察的知识点。
影响化学平衡的因素主要有三个:1.浓度对化学平衡的影响当一个化学反应达到平衡的时候,其它反应条件不变,只改变其中任何一种反应物或生成物的浓度,就会改变正反应或逆反应的反应速率,使它们不再相等,从而使平衡移动。
在达到平衡的反应里,减小任何一种生成物的浓度,平衡会向正反应的方向移动;减小任何一种反应物的浓度,平衡会向逆反应的方向移动。
由此可见,在其它条件不变的情况下,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,都可以使平衡向着逆反应的方向移动。
在生产上,往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料得到充分利用。
例如,在硫酸工业里,常用过量的空气使二氧化碳充分氧化。
2.压强对化学平衡的影响处于平衡状态的反应混合物里,不管是反应物或生成物,只要有气态物质存在,那么改变压强也常常会使化学平衡移动。
在其它条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动。
在有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有变化,在这种情况下,增大或减小压强就不能使化学平衡移动。
固态物质或液态物质的体积,受压强的影响很小,可以略去不计。
因此,平衡混合物都是固体或液体的,改变压强不能使平衡移动。
3.温度对化学平衡的影响在吸热或放热的可逆反应里,反应混合物达到平衡状态以后,改变温度也会使化学平衡移动。
在其他条件不变的情况下,温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;温度降低会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
4.催化剂对化学平衡的影响由于催化剂能够以同样倍数增加正反应和逆反应的速率,因此它对化学平衡的移动没有影响,也就是说它不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的百分组成。
但是使用了催化剂,就能够改变反应达到平衡所需的时间。
影响化学平衡的因素总的来说是以下几点:如果增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,移动的结果,反应物浓度减少;升高温度平衡向吸热方向移动,移动的结果体系温度降低;增大压强平衡向缩小体积方向移动,移动的结果体系压强降低。
第2课时影响化学平衡移动的因素(一)浓度、压强对化学平衡移动的影响学习目标1.会根据速率变化判断化学平衡移动的方向。
2.通过外界条件对可逆反应速率的影响,掌握化学平衡移动的内在因素。
3.会分析浓度、压强变化对化学平衡移动的影响。
新知导学一浓度对化学平衡移动的影响1.浓度变化对化学平衡移动的影响规律(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向方向移动。
(2)减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向方向移动。
二压强对化学平衡移动的影响2.压强变化对化学平衡移动的影响规律(1)对有气体参加或有气体生成的可逆反应而言,对于反应前后气体体积发生变化的反应:改变压强平衡移动方向增大压强平衡向气体体积的方向移动减小压强平衡向气体体积的方向移动(2)对于反应前后气体体积没有发生变化的反应,改变压强平衡移动。
自主检测缩小容器容积,增大压强,下列反应所建立的平衡向左移动的是()A.2NO2(g)N2O4B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)C.C(s)+O2(g)2CO(g)D.H2(g)+I2(g)2HI(g)课堂互动探究一浓度对化学平衡的影响实验目的:探究浓度对化学平衡的影响实验记录:实验原理Cr2+H2O2Cr+2H+(橙色)(黄色)实验现象实验原理Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色)实验现象实验1 橙色加深实验3红色加深实验2 黄色加深实验4红色变浅讨论探究根据上面表格中记录的实验现象,分析浓度改变是如何影响化学平衡的?归纳总结若其他条件不变,改变浓度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例题1在一恒容密闭容器中,反应A(g)+B(g) C(g)达到平衡,若增大A的浓度,使平衡右移,并达到新的平衡,下列说法正确的是()A.A的浓度一定比原平衡小B.A的转化率增大C.C的体积分数一定大于原平衡C的体积分数D.B的转化率一定增大例题2可逆反应FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件能引起平衡向逆反应方向移动的是()A.增大FeCl3溶液的浓度B.减小FeCl3溶液的浓度C.增大KCl溶液的浓度D.减小KCl溶液的浓度易错提醒分析浓度对化学平衡的影响时需注意的问题:(1)体系中增加固体或纯液体不能改变其浓度,也不能改变速率,所以v(正)仍然等于v(逆),平衡不移动。
第2课时影响化学平衡移动的因素(一)浓度、压强对化学平衡移动的影响教学目标【知识与技能】理解化学平衡的概念使学生理解浓度、压强对化学平衡的影响。
【过程与方法】1.通过浓度实验,逐步探究平衡移动的原理及其探究的方法,引起学生在学习过程中主动探索化学实验方法。
2.通过讨论、分析、对比的方法,培养学生的观察能力和实验探究能力。
【情感态度价值观】激发学生的学习兴趣,培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点。
教学重点:浓度、压强对化学平衡的影响。
教学难点:平衡移动的原理分析及应用。
知识结构与板书设计第三节化学平衡第2课时影响化学平衡移动的因素(一) 浓度、压强对化学平衡移动的影响一.浓度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下,增大反应物浓度,正反应速率加快,平衡向正反应方向移动,增大生成物浓度,逆反应速率加快,平衡向逆反应方向移动。
二.压强对化学平衡的影响1.其他条件不变时,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。
2.反应前后气体体积没有变化的反应,改变压强不会使平衡移动。
教学过程【问】1.平衡状态的特征及实质?2.影响速率的外界因素有哪些?【投影】逆:可逆反应(或可逆过程)等:v正=v逆(不同的平衡对应不同的速率)动:动态平衡。
达平衡后,正逆反应仍在进行(v 正=v 逆≠0) 定:平衡时,各组分浓度、含量保持不变(恒定)变:条件改变,平衡发生改变平衡状态各成分含量保持不变,正逆反应速率相等 浓度、温度、压强、催化剂等改变影响速率的条件,来打破原有平衡,建立新平衡 【板书】第三节 化学平衡第2课时 影响化学平衡移动的因素(一) 浓度、压强对化学平衡移动的影响 一.浓度对化学平衡的影响【科学探究】实验1 已知K 2Cr 2O 7 的溶液中存在着如下平衡:Cr 2O 2-7+H 2O2CrO 2-4+2H+。
K 2Cr 2O 7 为橙色,K 2CrO 4为黄色。
一、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。
二、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。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),分析如下: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,如H2(g)+I2(g)2HI(g),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。
影响平衡移动的因素有浓度、压强、温度和催化剂四种。
1.浓度对化学平衡的影响在其他条件不变时,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;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。
2.压强对化学平衡的影响在有气体参加、有气体生成而且反应前后气体分子数变化的反应中,在其他条件不变时,增大压强(指压缩气体体积使压强增大),平衡向气体体积减小方向移动;减小压强(指增大气体体积使压强减小),平衡向气体体积增大的方向移动。
例如:在反应N2O4(g)---2NO2(g)中,假定开始时N2O4的浓度为1mol/L,NO2的浓度为2mol/L,化学平衡常数K=2^2/1=4;体积减半(压强变为原来的2倍)后,N2O4的浓度变为2mol/L,NO2的浓度变为4mol/L,化学平衡常数K变为4^2/2=8,化学平衡常数K增大了,所以就要向减少反应产物(NO2)的方向反应,即有更多的NO2反应为N2O4,减少了气体体积,压强渐渐与初始状态接近.注意:恒容时,充入不反应的气体如稀有气体导致的压强增大不能影响平衡.3.温度对化学平衡的影响在其他条件不变时,升高温度平衡向吸热反应方向移动。
以上三种因素综合起来就得到了勒夏特列原理(Le Chatelier's principle)即平衡移动原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
说明:催化剂只能缩短达到平衡所需时间,而不能改变平衡状态(即百分组成)可用勒夏特列原理定性地说明浓度对化学平衡的影响——增加反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向生成物方向移动,增加生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向反应物方向移动。
利用化学平衡的概念,对比化学平衡常数K和J大小,可以判断系统中的反应混合物是否达到平衡,以及平衡将向哪个方向移动。
即:J 〉K,平衡向左移动;J〈 K,平衡向右移动;J = K,达到平衡状态。
这一关系式被称为化学平衡的质量判据,是与上面的能量判据相对应的。