高考化学一轮复习专题7.3化学平衡移动(讲)
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专题7.3 化学平衡移动
1、理解影响化学平衡的因素(浓度、温度、压强、催化剂等),认识其一般规律。
2、理解化学平衡常数的定义并能进行简单计算。
3、能正确分析化学平衡图像。
一、化学平衡移动
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、过程
3、平衡移动方向与反应速率的关系
(1)v正> v逆,平衡向正反应方向移动。
(2)v正= v逆,平衡不移动。
(3)v正< v逆,平衡向逆反应方向移动。
4、平衡移动会伴随着哪些变化
(1)反应速率的变化(引起平衡移动的本质,但速率变化也可能平衡不移动),主要看v正与v逆是否相等,如果v正≠v逆,则平衡必然要发生移动,如v正、v逆同时改变相同倍数,则平衡不移动。
(2)浓度的变化,平衡移动会使浓度变化,但是浓度的变化不一定使平衡移动。
(3)各组分百分含量的变化。
(4)平均相对分子质量的变化。
(5)颜色的变化(颜色变化,平衡不一定发生移动)。
(6)混合气体密度的变化。
(7)转化率的变化。
(8)温度变化
5、影响因素
若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:
平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线
任一平衡
体系增大反应物的浓度
v正、v逆均增大,
且v正′>v逆′
正向移动减小反应物的浓度
v正、v逆均减小,
且v逆′>v正′
逆向移动
任一平衡
体系增大生成物的浓度
v正、v逆均增大,
且v逆′>v正′
逆向移动减小生成物的浓度
v正、v逆均减小,
且v正′>v逆′
正向移动
正反应方向为气体体积增大的放热反
应增大压强或升高温度
v正、v逆均增大,
且v逆′>v正′
逆向移动减小压强或降低温度
v正、v逆均减小,
且v正′>v逆′
正向移动
任意平衡
或反应前后气体化
学计量数和相等的
平衡正催化剂或增大压强
v正、v逆同等倍数
增大
平衡不移动
负催化剂或减小压强
v正、v逆同等倍数
减小
【特别提醒】浓度、压强和温度对平衡移动影响的特殊情况
(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)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温、恒压条件
(5)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。
(6)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。
【典型例题1】【湖南醴陵一中2018届期末】下列说法正确的是
()
A.对于A(s)+B(g) C(g)+D(g)的反应,加入A,反应速率加快
B. 2NO2N2O4(正反应放热),升高温度,v(正)增大,v(逆)减小
C.一定温度下,反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在密闭容器中进行,恒压,充入He 不改变化学反应速率
D.100 mL2 mol·L—1稀盐酸与锌反应时,加入少量硫酸铜固体,生成氢气的速率加快【答案】D
【点评】本题考查外界条件对化学平衡的影响,关于压强、浓度对平衡状态的影响需要注意:(1)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似。
(2)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度,应视为压强对平衡的影响,如某合成氨平衡体系中,c(N2)=0.1 mol·L-1、c(H2)=0.3 mol·L-1、c(NH3)=0.2 mol·L-1,当浓度同时增大一倍时,即让c(N2)=0.2 mol·L-1、c(H2)=0.6 mol·L-1、c(NH3)=0.4 mol·L-1,此时相当于压强增大一倍,平衡向生成NH3的方向移动。
【陕西渭南尚德中学2019届高三上第一次质检】K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-【迁移训练1】
(橙色)+H2O2CrO42- (黄色)+2H+。
用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是
()
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O72-被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
二、化学平衡常数
1、概念
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,用符号K表示。
2、表达式
对于反应m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g),
K =B D
(固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。
3、意义及影响因素
(1)K 值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。
(2)K 只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
4、化学平衡常数和转化率的应用总结 (1)化学平衡常数的应用 ①判断平衡移动的方向 对于可逆反应:a A(g)+b B(g)
c C(g)+
d D(g),在任意状态下,生成物的浓度
和反应物的浓度之间的关系用浓度商表示:Q =B D
,则:
Q c
>K 反应向逆反应方向进行,v 正<v 逆
=K 反应处于化学平衡状态,v 正=v 逆
②判断反应进行的程度
K 值
正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 越大 越大 越小 越高 越小 越小
越小
越大
越低
③判断可逆反应的热效应
升高温度,若K 值增大,则正反应为吸热反应;若K 值减小,则正反应为放热反应。
④计算平衡体系中的相关“量”
根据相同温度下,同一反应的平衡常数不变,计算反应物或生成物的浓度、转化率等。
⑤书写化学平衡表达式
不能把反应体系中固体、纯液体及稀溶液中水的浓度写入平衡常数表达式中。
但非水溶液中发生的反应,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写入平衡常数表达式中。
如C 2H 5OH(l)+CH 3COOH(l)
CH 3COOC 2H 5(l)+H 2O(l)
K =c(C2H5OH ·c(CH3COOH c(CH3COOC2H5·c(H2O
⑥推导平衡常数间的关系
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:K 正=K 逆1
;
若化学方程式中的化学计量数等倍扩大n 倍,则K 2=K 1n
;若化学计量数等倍缩小n
倍,则K 2=K1n
;运用盖斯定律,若方程式相加,则K 相乘,若方程式相减,则K 相除。
【特别提醒】用压强表示的平衡常数
K p 含义:在化学平衡体系中,用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡
常数。
计算技巧:第一步,根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度;第二步,计算各气体组分的物质的量分数或体积分数;第三步,根据分压计算分式求出各气体物质的分压,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数);第四步,根据平衡常数计算公式代入计算。
例如,N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g),
压强平衡常数表达式为K p =H2NH3。
(2)转化率的分析与判断。