高中化学化学平衡
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高中化学化学平衡知识点及例题一、化学平衡的概念在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,叫做化学平衡状态。
要理解化学平衡,需要注意以下几点:1、前提是“一定条件下的可逆反应”,如果反应不可逆,就不存在化学平衡。
2、正反应和逆反应速率相等,这是化学平衡的实质。
3、各组分的浓度保持不变,而不是浓度相等。
二、化学平衡的特征1、逆:研究的对象是可逆反应。
2、等:正反应速率等于逆反应速率。
3、动:化学平衡是动态平衡,反应仍在进行,只是正、逆反应速率相等。
4、定:平衡混合物中各组分的浓度保持一定。
5、变:当外界条件改变时,化学平衡可能会被破坏,在新的条件下建立新的平衡。
三、化学平衡状态的判断判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态,可以从以下几个方面入手:1、正逆反应速率相等(1)同一物质:消耗速率等于生成速率。
(2)不同物质:速率之比等于化学计量数之比,且方向相反。
例如,对于反应 2A + B ⇌ 3C,若 v(A)正= 2v(B)逆,则达到平衡状态。
2、各组分的浓度保持不变(1)物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等不再变化。
(2)对于有颜色的物质,颜色不再改变。
3、其他间接判断依据(1)体系的压强不再改变(对于反应前后气体体积变化的反应)。
(2)体系的温度不再改变(绝热容器中)。
(3)气体的平均相对分子质量不再改变(对于反应前后气体物质的量变化的反应)。
四、影响化学平衡的因素1、浓度(1)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)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。
例如,对于反应 A + B ⇌ C,增大 A 的浓度,平衡正向移动,B 的转化率增大,A 的转化率减小。
2、压强(1)对于有气体参加且反应前后气体体积发生变化的反应:增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动。
减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
(2)对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强平衡不移动。
高中化学知识点—化学平衡化学平衡是研究化学反应过程中物质浓度或压力的动态平衡态的一个重要概念。
了解化学平衡的基本原理对理解化学反应的方向性以及影响化学平衡的因素至关重要。
一、化学平衡的定义化学平衡是指在封闭系统中,当化学反应达到动态平衡时,反应物的浓度(或气压)不再发生变化。
在化学平衡下,正向反应和逆向反应以相同的速率进行,但不一定是以相等的量进行。
这时,反应物和生成物的浓度之间的比值称为平衡常数(Kc)。
二、平衡常数的计算平衡常数(Kc)可以通过反应物和生成物浓度之间的比值来计算。
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,其中方括号表示物质的浓度。
三、平衡常数的意义平衡常数是描述化学反应的方向性的一个重要参数。
当Kc > 1时,平衡位置偏向生成物一侧,反向反应相对较弱;当Kc < 1时,平衡位置偏向反应物一侧,正向反应相对较弱;当Kc = 1时,正向反应和逆向反应的速率相等,平衡位置处于中性态。
四、化学平衡的影响因素1. 浓度变化:增加反应物浓度或减少生成物浓度会导致平衡位置向生成物一侧移动,反之亦然。
2. 压力变化:对于气相反应,增加总压力会导致平衡位置向物质摩尔数较少的一侧移动。
但如果反应物和生成物的摩尔数相等时,压力变化对平衡位置的影响较小。
3. 温度变化:增加温度会促进吸热反应,而减少温度会促进放热反应。
这是因为根据热力学第一定律,热量可以看作是一种能量,温度的变化会影响反应物和生成物之间的能量差。
4. 催化剂的作用:催化剂可以提高反应速率,但不改变反应的平衡位置。
五、Le Chatelier原理Le Chatelier原理是用来描述化学平衡系统对外界扰动的应对方式。
它表明,当一个封闭系统处于平衡态时,如果受到扰动,系统将会通过变化反应物和生成物的浓度以及平衡位置的移动来抵消这种扰动,以维持新的平衡态。
高中化学知识点规律大全——化学平衡1.化学反应速率[化学反应速率的概念及其计算公式](1)概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.单位有mol ·L -1·min -1或mol ·L -1·s -1(2)计算公式:某物质X 的化学反应速率:))或时间变化量()的浓度变化量(min )(1s L mol X X -⋅=ν 注意 ①化学反应速率的单位是由浓度的单位(mol ·L -1)和时间的单位(s 、min 或h)决定的,可以是mol ·L -1·s -1、mol ·L -1·min -1或mol ·L -1·h -1,在计算时要注意保持时间单位的一致性.②对于某一具体的化学反应,可以用每一种反应物和每一种生成物的浓度变化来表示该反应的化学反应速率,虽然得到的数值大小可能不同,但用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.如对于下列反应:mA + nB = pC + qD有:)(A ν∶)(B ν∶)(C ν∶)(D ν=m ∶n ∶p ∶q或:qD p C n B m A )()()()(νννν=== ③化学反应速率不取负值而只取正值.④在整个反应过程中,反应不是以同样的速率进行的,因此,化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率.[有效碰撞] 化学反应发生的先决条件是反应物分子(或离子)之间要相互接触并发生碰撞,但并不是反应物分子(或离子)间的每一次碰撞都能发生化学反应.能够发生化学反应的一类碰撞叫做有效碰撞.[活化分子] 能量较高的、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子.说明 ①活化分子不一定能够发生有效碰撞,活化分子在碰撞时必须要有合适的取向才能发生有效碰撞.②活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数.当温度一定时,对某一反应而言,活化分子百分数是一定的.活化分子百分数越大,活化分子数越多,有效碰撞次数越多.2.化学平衡[化学平衡](1)化学平衡研究的对象:可逆反应的规律.①可逆反应的概念:在同一条件下,既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.可逆反应用可逆符号“”表示.说明a.绝大多数化学反应都有一定程度的可逆性,但有的逆反应倾向较小,从整体看实际上是朝着同方向进行的,例如NaOH + HCl =NaCl + H2O.b.有气体参加或生成的反应,只有在密闭容器中进行时才可能是可逆反应.如CaCO3受热分解时,若在敞口容器中进行,则反应不可逆,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2↑;若在密闭容器进行时,则反应是可逆的,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2②可逆反应的特点:反应不能进行到底.可逆反应无论进行多长时间,反应物都不可能100%地全部转化为生成物.(2)化学平衡状态.①定义:一定条件(恒温、恒容或恒压)下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物(包括反应物和生成物)中各组分的质量分数(或体积分数)保持不变的状态.②化学平衡状态的形成过程:在一定条件下的可逆反应里,若开始时只有反应物而无生成物,根据浓度对化学反应速率的影响可知,此时ν正最大而ν逆为0.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,则ν正越来越小而ν逆越来越大.当反应进行到某一时刻,ν正=ν逆,各物质的浓度不再发生改变,反应混合物中各组分的质量分数(或体积分数)也不再发生变化,这时就达到了化学平衡状态.(3)化学平衡的特征:①“动”:化学平衡是动态平衡,正反应和逆反应仍在继续进行,即ν正=ν逆≠0.②“等”:达平衡状态时,ν正=ν逆,这是一个可逆反应达平衡的本质.ν正=ν逆的具体含意包含两个方面:a.用同一种物质来表示反应速率时,该物质的生成速率与消耗速率相等,即单位时间内消耗与生成某反应物或生成物的量相等;b.用不同物质来表示时,某一反应物的消耗速率与某一生成物的生成速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.③“定”:达平衡时,混合物各组分的浓度一定;质量比(或物质的量之比、体积比)一定;各组分的质量分数(或摩尔分数、体积分数)一定;对于有颜色的物质参加或生成的可逆反应,颜色不改变.同时,反应物的转化率最大.对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应,达平衡时:气体的总体积(或总压强)一定;气体的平均相对分子质量一定;恒压时气体的密度一定(注意:反应前后气体体积不变的可逆反应,不能用这个结论判断是否达到平衡).④“变”.一个可逆反应达平衡后,若外界条件(浓度、温度、压强)改变,使各组分的质量(体积、摩尔、压强)分数也发生变化,平衡发生移动,直至在新的条件下达到新的平衡(注意:若只是浓度或压强改变,而ν正仍等于ν逆,则平衡不移动).反之,平衡状态不同的同一个可逆反应,也可通过改变外界条件使其达到同一平衡状态.⑤化学平衡的建立与建立化学平衡的途径无关.对于一个可逆反应,在一定条件下,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,或是正、逆反应同时开始,最终都能达到同一平衡状态.具体包括:a.当了T、V一定时,按化学方程式中各物质化学式前系数的相应量加入,并保持容器内的总质量不变,则不同起始状态最终可达到同一平衡状态.b.当T、P一定(即V可变)时,只要保持反应混合物中各组分的组成比不变(此时在各种情况下各组分的浓度仍然相等,2+ 3H22NH3,在下列起始量不同情况下达到的是同一平衡状态.N2H2NH3A 1 mol 3 mol 0B 0。
高中化学平衡知识点总结一、化学平衡的基本概念1. 化学平衡是指在封闭的容器内,反应物与生成物浓度不再发生明显变化的状态。
在平衡状态下,反应物和生成物的浓度保持不变,但是反应仍然在进行。
2. 平衡状态下,正向反应的速率等于反向反应的速率,正向反应和反向反应达到动态平衡。
3. 平衡常数(K)描述了反应在特定温度下达到平衡时,正向反应和反向反应中各个组分的浓度之间的比例关系。
二、平衡常数1. 平衡常数K是在反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度之比的一个指标。
2. 平衡常数可以通过平衡反应的速率常数得到,对于一般的平衡反应aA + bB ⇌ cC + dD,其平衡常数表达式为K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b。
3. 平衡常数K与反应进行的速率无关,只与反应物和生成物的数量有关。
4. 平衡常数K只与温度有关,与反应物和生成物的浓度、压强、催化剂等无关。
5. 平衡常数的大小可以达到10^12数量级,也可以非常小,接近零。
三、影响化学平衡的因素1. 温度温度对反应平衡常数K值的影响是显著的,通常而言,反应温度越高,平衡常数越大;反之,反应温度越低,平衡常数越小。
化学反应的平衡常数与与温度的关系通过Gibbs自由能与温度的关系来解释。
2. 浓度改变反应物的浓度,可以导致平衡移动到反向或正向。
通常来说,增加反应物的浓度会导致反应向正向移动以达到新的平衡状态。
反之,减少反应物的浓度会导致反应向反向移动以达到新的平衡状态。
3. 压力对于气相反应,改变反应物分子的压力会影响平衡的位置。
通常来说,增加压力会导致反应向物质分子数量较少的方向移动;减小压力则会导致反应向物质分子总数较多的方向移动。
4. 添加催化剂催化剂可以加速反应达到平衡状态,但催化剂对平衡常数K无影响。
四、化学平衡的应用1. 工业生产在工业反应中,通过控制反应条件,可以合理利用化学平衡来提高产品的产率。
2. 环境化学通过对环境中各种物质的化学平衡研究,可以更好地了解环境中的化学反应过程。
高中化学知识点归纳化学平衡高中化学知识点归纳——化学平衡化学平衡是化学反应过程中的重要概念,它描述了反应物转化为产物的速率相等时的状态。
在这种状态下,反应物与产物的浓度或者其他相关指标在一段时间内保持不变。
下面将对高中化学中与化学平衡相关的知识点进行归纳。
一、化学平衡的定义和特征化学平衡是指当化学反应以一定速率进行时,反应物和产物的浓度之间达到一个相对稳定的状态。
“相对稳定”表示在平衡状态下,反应物和产物之间并非完全停止转化,而是反应物向产物的转化速率与产物向反应物的转化速率相等。
二、平衡常数和平衡表达式平衡常数是描述化学平衡状态的一个重要参数,用K表示。
平衡常数与反应物和产物的浓度之间存在一定的关系,可以通过实验测定或者根据反应方程式推导得到。
平衡表达式是表示化学平衡状态下各物质浓度关系的数学表达式。
一般而言,平衡表达式的形式与反应方程式的系数关系密切相关。
例如,对于反应方程式:aA + bB ⇌ cC + dD,其平衡表达式可以写为:[C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b = K,其中,[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和产物C、D的浓度。
三、平衡常数与平衡位置平衡常数的大小直接影响着化学反应向正向或逆向进行的趋势。
当平衡常数大于1时,反应趋向于产物一侧,反应偏向正向进行;当平衡常数小于1时,反应趋向于反应物一侧,反应偏向逆向进行;当平衡常数接近于1时,说明反应物和产物的浓度相对接近,反应趋向于两侧的转化速率相等。
四、影响化学平衡的因素多种因素会对化学平衡产生影响,包括温度、压强、浓度和催化剂等。
1. 温度:温度变化会改变化学反应的速率和平衡位置。
对于放热反应,温度升高会导致平衡位置向反应物一侧移动;对于吸热反应,温度升高会导致平衡位置向产物一侧移动。
2. 压强:只对气体反应有影响。
增加压强会导致平衡位置向摩尔数较少的一侧移动,以抵消压力增加。
3. 浓度:改变反应物或产物的浓度会引起平衡位置的移动。
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。
高中化学的归纳化学平衡与溶液的酸碱性化学平衡是指在一定条件下,化学反应前后物质的量保持不变的状态。
化学平衡包括各种类型的平衡,其中最常见的是酸碱平衡和盐酸平衡。
本文将讨论高中化学中的归纳化学平衡与溶液的酸碱性。
1. 化学平衡的基本概念化学平衡是指在一定条件下,反应物与生成物在数量上达到动态平衡的状态。
在化学平衡中,反应物与生成物之间的速率是相等的,虽然反应仍在进行,但总体上不会再有明显的变化。
化学平衡可以通过化学方程式来表示,例如:2A + B -> C化学平衡的条件取决于反应物浓度、温度和压力等因素,通过改变这些条件可以影响平衡的位置。
2. 酸碱平衡与 pH 值酸碱平衡是化学平衡的一种特殊形式,涉及到溶液中的酸和碱。
在溶液中,酸和碱可以通过水的离解来产生 H+ 和 OH- 离子。
pH 值是表示溶液酸碱性的指标,其定义为负以以 10 为底的对数:pH = -log[H+]pH 值与酸碱性呈反比关系,当 pH 值小于 7 时,溶液为酸性;当pH 值大于 7 时,溶液为碱性;当 pH 值为 7 时,溶液为中性。
3. 归纳化学平衡与溶液的酸碱性归纳化学平衡是通过归纳整理已知的化学平衡和反应方程式,以便更好地理解和应用化学平衡的原理和规律。
对于溶液的酸碱性的讨论,常涉及酸碱反应和离子的水解平衡。
3.1 酸碱反应酸碱反应是指酸和碱在溶液中发生的反应。
在酸碱反应中,酸负离子捐赠 H+ 离子,碱负离子释放 OH- 离子。
常见的酸碱反应包括强酸和强碱的中和反应、弱酸和弱碱的中和反应以及弱酸和强碱的反应等。
3.2 离子的水解平衡离子的水解平衡是指某些离子在水中发生水解反应的过程。
水解反应会产生 H+ 或 OH- 离子,从而影响溶液的酸碱性。
常见的离子水解平衡包括铵离子和碳酸根离子的水解反应。
4. 归纳化学平衡与溶液酸碱性的应用归纳化学平衡与溶液的酸碱性在日常生活和工业生产中有广泛的应用。
例如,在制备食品和饮料中,需要控制溶液的酸碱性以获得适合口感和保存的产品。
1.可逆反应1概念:在同一条件下,同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应;2对可逆反应概念的理解1可逆反应的特征:“两同”是指条件相同、同时进行;2表示方法:在可逆反应的化学方程式中用“”表示可逆反应;3可逆反应的重要特征是转化率永远不可能达到100%,也就是反应一旦开始,那么,就不可能只存在反应物,或只存在生成物;4存在平衡状态2.化学平衡状态在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应混合物中各组分的浓度保持一定的状态,叫做化学平衡状态,简称化学平衡;1定义中的要点关系化学平衡的研究对象:可逆反应;“平衡”是在一定条件下建立起来的,对于一个给定的可逆反应,若起始条件相同则平衡状态也相同,不同的起始条件,平衡状态不同;“v正= v逆”是平衡的本质,“百分含量保持一定”,“浓度保持一定”是化学平衡的现象;(2)化学平衡的特征“逆”:是可逆反应;“动”:是动态平衡;“等”:平衡的v正= v逆 >0;“定”:平衡时组分的百分含量不变;“变”:若改变条件,平衡可被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;A:化学平衡的移动化学平衡是有条件的动态平衡,当影响化学平衡的条件改变时,原来的平衡被破坏,进而在新的条件下逐渐建立新的平衡,这个原平衡向新平衡的转化过程叫做化学平衡的移动;化学平衡移动研究的对象是可逆化学反应的化学平衡状态;从正逆化学反应速率的角度来看:1若外界条件改变,引起v正>v逆时,正反应占优势,化学平衡向正反应方向移动;2若v正<v逆,逆反应占优势,化学平衡向逆反应方向移动;3若v正=v逆均发生变化,但仍保持相等,化学平衡就没有发生移动;1.浓度对化学平衡的影响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;化学平衡向正方向移动;减小反应物浓度,或增大生成物浓度;化学平衡向反方向移动;注意:1固体物质和纯液体无所谓浓度,其量改变,不影响平衡;2在溶液中的反应,若稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,正、逆反应速率均减小,但减小的程度不同;总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数增大的方向移动;可以同增大气体反应平衡系统的体积而减小压强引起的平衡移动进行对照记忆;3在生产过程中可通过增加廉价反应物的浓度以使化学平衡向正反应方向移动,从而提高价格较高的反应物的转化率,以降低成本;2.压强对化学平衡移动的影响对于有气体参加的可逆反应来说,气体的压强改变,也能引起化学平衡的移动;对反应前后气体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,会使化学平衡向着体积减少移动;减小压强,会使化学平衡向着体积增大的方向移动;注意:1对于有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有发生变化,如2HIgH 2g+I 2g 在这种情况下,增大或减小压强都不能使化学平衡移动; 2固态物质或液态物质的体积,受压强的影响很小,可以忽略不计;因此,如果平衡混合物都是固体或液体 ,可以认为改变压强不能使化学平衡移动;3同等程度的改变反应混合物中的各物质的浓度,应视为压强对平衡的影响;如合成氨反应平衡体系中,N 2、H 2、NH 3的浓度分别由L 、L 、L 同时增加一倍,即L 、L 、L,此时相当于压强增大一倍,平衡向正反应方向移动;4在恒容的容器中,当改变其中一种浓度时,必然同时引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,应仍以浓度的影响去考虑;但是考虑对最终平衡状态的影响时,则应该从压强改变上去考虑;详见技巧思维5加入惰性气体后平衡体系是否发生移动,取决于平衡体系所占据的体积是否发生变化;例如1恒温恒容时:充入惰性气体−−−→引起体系总压强增大,但是平衡体系的压强并没有改变,所以化学反应速率不变,化学平衡也不移动;2恒温恒压时:充人惰性气体−−−→引起容器容积增大−−−→引起体系总压强不变,但是平衡体系压强减小−−−→引起 反应速率减小,平衡向气体体积增大的方向移动;还有一种类型题,表面上看与压强没有什么关系,但其实就是用压强来解释的;例如常见的有两个起始体积相同的密闭容器甲和乙,甲保持恒容,乙保持恒压;我们在解决这类问题时,可以把它转化为压强对平衡的影响;甲保持恒容了,随着反应的进行,如果是向气体体积缩小的方向来进行的话,那就等于是压强减小了;如果是向气体体积增大的方向来进行的话,那就等于是压强增大了;然后再和乙对比就可以了;3.温度对化学平衡的影响任何反应都伴随着能量的变化,通常表现为放热或吸热;所以温度对化学平衡移动也有影响;如果升高温度,平衡向吸热的方向移动;降低温度平衡向放热的方向移动;注意:1若某反应正反应为吸热或放热反应,则其逆反应则为放热或吸热反应;吸收的热量与放出的热量数值相等,符号相反;2升高反应温度,正逆反应速率均增加,但是吸热反应方向的速率增大的程度更大,因而使平衡向吸热反应方向移动;4.催化剂对化学反应平衡的影响催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率,所以使用催化剂不能使平衡发生移动,但是可以改变达到平衡所需要的时间;注意平衡的移动方向,与速率增大还是减小无关,只与正逆反应速率的相对大小有关;勒夏特列原理:如果改变影响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,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动;可见化学平衡有自我调节能力,总是力求保持原状;这和物理上的惯性定理有点相似,物体有保持原来运动状态的性质,化学反应也可以看做一种特殊物质的运动状态,外界条件改变时,化学平衡也力求保持原状态;化学平衡移动也有点像生物上讲的自我调节作用,炎热的夏天,人体的毛孔扩张,不断出汗散发多余的热量,以维持体温在37℃左右;可见化学、生物、物理这些自然科学之间是有联系的,学好物理和生物,对学好化学很有帮助;法国科学家勒夏特列把我们化学上的这种“自我调节”作用概括为平衡移动原理,后人为了纪念这位科学家,把这个原理叫做勒夏特列原理;注意:①平衡向“减弱”外界条件变化的方向移动,但不能“抵消”外界条件的变化;②对“减弱这种改变的理解”:增加反应物的浓度时,平衡应该向使反应物的浓度减小的方向移动;增大压强的时候,平衡将向使气体体积减小的方向移动;提高反应温度的时候,平衡向吸热反应方向移动;③v正增大并不意味着平衡一定向正反应方向移动,只有v正> v逆时才可以肯定平衡向正反应方向移动④当平衡向正反应方向移动的时候,反应物的转化率不一定提高,生成物的体积分数也不一定增大因为反应物或反应混合物的总量增大了,增大一种反应物的浓度会提高另一种反应物的转化率;⑤温度一定的时候平衡常数一定,浓度、压强对平衡的影响应满足平衡常数不变这一要素;⑥存在平衡且平衡发生移动时才能应用平衡移动原理,如果不存在平衡如铁的电化学腐蚀或虽存在平衡但不能移动,均不能应用平衡移动原理;B:化学平衡常数1化学平衡常数的表示方法对于一般的可逆反应:mA+nB pC+qD;其中m、n、p、q分别表示化学方程式中各反应物和生成物的化学计量数;当在一定温度下达到化学平衡时,这个反应的平衡常数可以表示为:k=[][] [][]p qm n C D A B••在一定温度下,可逆反应达到化学平衡时,生成物的浓度,反应物的浓度的关系依上述规律,其常数用K表示叫该反应的化学平衡常数2化学平衡常数的意义1平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变,只随温度的改变而改变;2平衡常数表示的意义:可以推断反应进行的程度;K很大,反应进行的程度很大,转化率大K的意义 K居中,典型的可逆反应,改变条件反应的方向变化;K很小,反应进行的程度小,转化率小3注意:①化学平衡常数只与温度有关,而与反应物与生成物的浓度无关;②反应物与生成物中只有固体或是液体存在的时候,由于其浓度可看作是“1”,因而不代入公式;③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数;若反应方向改变,则平衡常数改变;若方程式中的各物质的计量数等倍扩大或是缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变;3化学平衡常数的应用1化学平衡常数数值的大小是可逆反应进行程度的标志;2可利用平衡常数的值作为标准判断正在进行的可逆反应是否平衡以及不平衡时向何方向进行以建立平衡;浓度熵的概念如对于可逆反应mAg+nBg pCg+qDg,在一定温度的任意时刻,反应物与生成物的浓度如下关系,Qc叫该反应的浓度商;a.当Qc>K时,反应要达到平衡,必须减小cC和cD,增大cA和cB,所以反应向逆向进行达到平衡,即v逆>v正b.当Qc=K时,反应即为平衡状态,平衡不移动c.当Qc<K时,反应要达到平衡,必须增大cC和cD,减小cA和cB,所以反应向正向进行达到平衡,即v正>v逆3利用平衡常数K的值来判断反应的热效应;升高温度,K变大,则说明正反应为吸热反应;升高温度,K减小,则说明正反应是放热反应;化学反应的方向1、焓判据和熵判据①焓是与物质内能有关的物理量,科学家提出用焓变来判断反应进行的方向,这就是所谓的焓判据;焓变化量称之为焓变,符号:△H;不用借助于外力就可以自动进行的自发过程的共同特点是,体系倾向于从高能状态转变为低能状态这时体系会对外做功或释放热量;在化学反应中,放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向;我们经常用焓变来判断化学反应进行的方向; 但是有些吸热反应也可以自发进行,例如在25℃和×105Pa时,NH42CO3s=NH4HCO3+NH3g;△H=+ kJ/mol可以自发进行;因此只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的;这就涉及到与“有序”“无序”相关的“熵判据”;②人们提出在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素,即在密闭条件下,体系有从有序自发地转变为无序的倾向与有序相比无序更加稳定;科学家用熵来度量这种混乱的程度;在与外界隔离体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变符号△S大于零;这个原理也叫做熵增加原理;在用来判断过程的方向时,就称为熵判据;同一物质存在着气态时的熵值最大、液态时次之、固态时最小这样普遍规律;但是有些熵减少的过程也能自发进行,例如-10℃时的水就会自动结冰成为固态,这是熵减小的过程;因此只根据熵变来判断反应进行的方向也是不全面的;焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立地作为自发性的判据,要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变;2、反应进行方向的判断注意事项选讲①在讨论过程的方向问题时,我们指的是没有外界干扰时体系的性质;如果允许外界体系施加某种作用,就可能出现相反的结果;如高温高压可以使石灰石分解,石墨转化成金刚石等;②大量事实告诉我们,过程的自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程的速率;③自由能变化△G,体系自由能变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响:△G=△H-T△S;这是恒温、恒压下,判断化学反应自发性的判据,它不仅与焓变和熵变有关,还与温度有关,由上述关系式可推知:当△H<0,△S>0时,反应自发进行;当△H>0,△S<0时,反应不能自发进行;当△H>0,△S>0或△H<0,△S<0时,反应是否自发与温度有关,一般低温时,焓变影响为主,高温时,熵变影响为主,而温度影响的大小要视△H、△S的具体数值而定;思维技巧1.化学平衡计算的三段法可逆反应mA+nB pC+qD达到平衡时:①用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比.即:V A∶V B∶V C∶V D=m∶n∶p∶q②各物质的变化量变化浓度之比等于化学方程式中相应化学计量数之比③反应物的平衡量或浓度=起始量或浓度-消耗量或浓度生成物的平衡量或浓度=起始量或浓度+增加量或浓度mA + nB pC + qD起始量mol a b c d变化量mol x nxmpxmqxm平衡量mol a-xnxbm-pxcm+qxdm+2.阿伏加德罗定律的两个重要推论的应用恒温、恒容时:1122p np n=,即混合气体的压强与其物质的量成正比;恒温、恒压时:1122V n=V n,即混合气体的体积与其物质的量成正比;3.混合气体平均式量的计算由A、B、C三种气体组成的混合气体中,其平均式量即平均相对分子质量:其中MA、MB、MC分别表示A、B、C的相对分子质量;a%、b%、c%分别表示这3种气体的体积或质量分数.同时还有:M=混合气体的总质量g/混合气体的总物质的量mol=W总/n总4.分析化学平衡移动的一般思路判断化学平衡移动的方向的一般思路是:运用勒夏特列原理原理分析外界条件的改变对v正、v逆的影响,再通过比较v正、v逆的相对大小,来判定平衡是否移动及平衡移动的方向;图示:注意:1不要把平衡的移动和反应速率的变化等同起来; 2不要把平衡的移动与物质浓度的变化等同起来; 3不要把平衡的移动与反应物的转化率等同起来; 改变条件 速率不变:如向定容容器中充入惰性气体;速率改变程度相同 程度不同 使用催化剂气体总体积不变的反应改变压强改变浓度改变压强改变温度平衡不发生移动 平衡将发生移动。
第一讲化学平衡【知识一览】一、化学平衡状态:化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
二、平衡移动:【高考热点题型探究】一、判断化学平衡状态标志1.下列说法中能说明2HI(g) H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是__________。
(1)单位时间内生成n mol H2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)c(HI)=c(I2);(4)反应速率:v(H2)=v(I2)=12v(HI);(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)=2∶1∶1;(6)温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化; (7)温度和体积一定时,容器内压强不再变化; (8)条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化; (9)温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化; (10)温度和压强一定时,混合气体的密度不再发生变化。
2.可逆反应: 2A(气) + 3B(气)3C(气), 在 一定的条件下, 使一定量A 和B 气体反应, 达 到平衡状态时, 具有的性质是: ( )A. 各物质的浓度之比为c(A):c(B):c(C)=2:3:3B. 平衡时气体的总体积是反应开始时的3/5C. 平衡时混合物中各组份的浓度相等D. 单位时间内, 若消耗了 a mol A 物质, 同时也消耗了 1.5 a mol 的C 物质 3.一定条件下的密闭容器中,可逆反应2A(g) B(g)+3C(g)在下列四种状态中处于平4.在一定容积的密闭容器中发生如下可逆反应: A(g)+2B(g)3C(g); △H >0,达到平衡的标志是: ( )A. 混合气体的压强不再变化B. 混合气体的密度不再变化C. 混合气体的物质的量不再变化D. 混合气体的温度不再变化 5.在一定的温度下的定容密闭容器中,可逆反应:H 2(g )+I 2(g)2HI(g)达到平衡的标志是( )A 、混合气体密度不变B 、混合气体颜色不变C 、混合气体压强不变D 、混合气体总物质的量不变6.在一定的温度下的定容密闭容器中,不能说明可逆反应:2NO+O 22NO 2达到平衡的标志是( )A 、混合气体密度不变B 、混合气体颜色不变C 、混合气体压强不变D 、混合气体总物质的量不变7.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明反应: A (s ) + 2B (g )C (g )+D (g ) 已达平衡的是 ( )A 、混合气体的压强B 、混合气体的密度C 、 B 的物质的量浓度D 、气体总物质的量二、平衡的移动:8.下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移①2NO(g) + O2(g)2NO2 (g)②CaCO3(s)CaO(s) + CO2 (g)③H2O(g) + C (s)CO(g) + H2(g)④H2O(g) + CO(g)CO2(g) + H2(g)⑤H2S(g)H2(g) + S(s)9.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化为SO3:2SO2 + O22SO3△H<0,试回答下列问题: 生产过程中常常通入过量的空气,你认为其原因是什么?10.反应2A (g)2B (g) + E (g) △H>0达到平衡时,要使反应向正反应方向移动,应采用的措施是( )A、加压B、减压C、加入正催化剂D、升温11.已知NO2能形成二聚分子2NO2N2O4△H<0 现在要测定NO2的相对分子质量,应采用的适宜条件为()A、高温低压B、低温高压C、低温低压D、高温高压12.可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g) 在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO浓度有何变化?①加入更多的碳②增加H2的浓度13.反应2A (g)2B (g) + E (g) △H>0达到平衡时,要使正反应速率下降,A的浓度增大,应采用的措施是()A、加压B、减压C、减小E的浓度D、降温14.下列事实中不能用平衡移动原理解释的是()A. 密闭、低温是存放氨水的必要条件B. 实验室用排饱和食盐水法收集氯气C. 硝酸工业生产中,使用过量空气以提高NH3的利用率D. 在FeSO4溶液中,加入铁粉以防止氧化15.对于X+Y(s)Z的平衡,若增大压强,Y的转化率增大,则X和Y的状态是( )A. X为气态,Z为固态B. X为固态,Z为气态C. X为气态,Z为气态D. X为固态,Z为固态16.某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是( )①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂A ①②B ②⑤C ③⑤D ④⑥17.恒温下, 反应aX(g)bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: ()A. a>b+cB. a<b+cC. a=b+cD. a=b=c 18.某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g)Z(g) +cW(s) ;ΔH>0下列叙述正确的是()A、加入少量W,逆反应速率增大B、当容器中气体压强不变时,反应达到平衡C、升高温度,平衡逆向移动D、平衡后加入X,上述反应的ΔH增大19.反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡时,下列各种情况中,不能使平衡发生移动的是()A.移走一部分NH4HS 固体B.其他条件不变时,通SO2气体C.容器体积不变时,充入氦气D.保持压强不变时,充入氦气20.在容积一定的密闭容器中,反应2A B(g) + C(g) 达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,则下列叙述正确的是()A.正反应是吸热反应,且A不是气态B.正反应是放热反应,且A气态C.其他条件不变,加入少量C,该平衡向逆反应方向移动D.改变压强对该平衡的移动无影响21.密闭容器中,反应xA(g) + yB(g) zC(g)达平衡时,A的浓度为0.5mol/L, 若保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的2倍,达新平衡时A的浓度降为0.3mol/L。
1.在一个6 L 的密闭容器中,放入3 L X(g)和2 L Y(g),在一定条
件下发生下列反应:4X(g)+3Y(g)=====2Q(g)+nR(g),达到平衡后,容器
内温度不变,混合气体的压强比原来增加5%,X 的浓度减小31,则该反应方程式中n 的值是 ( )
A.3
B.4
C.5
D.6 2.某体积可变的密闭容器,盛有适量A 和B 的混合气体,在一定条件下发生反应:A+3B====2C ,若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V L ,其中C 气体的体积分数为10%,下列推断正确的是( )
①原混合气体的体积为1.2V L ②原混合气体的体积为1.1V L
③反应达到平衡时气体A 消耗掉0.05V L ④反应达到平衡时气体B 消耗掉0.05V L
A.②③
B.②④
C.①③
D.①④ 3. 100 mL 6 mol ·L -1 H 2SO 4跟过量锌粉反应,一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量( )
A.碳酸钠(固体)
B.水
C.硫酸钾溶液
D.硫酸铵(固体) 4.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)===== 2C(g)达到平衡的标志是 ( )
A.C 的生成速率与C 的分解速率相等
B.单位时间生成n mol A ,同时生成3n mol B
C.A 、B 、C 的浓度不再变化
D.A 、B 、C 的分子数比为1∶3∶2 5.反应2X(g)+Y(g)====2Z(g)+Q ,在不同温度(T 1和T 2)及压强(p 1和p 2)下,产物Z 的物质的量(n Z )与反应时间(t)的关系如图13-2所示。
下述判断正确的是( )
A.T 1<T 2,p 1<p 2
B.T 1<T 2,p 1>p 2
C.T 1>T 2,p 1>p 2
D.T 1>T 2,p 1<p 2
6. X 、Y 、Z 为三种气体,把a mol X 和b mol Y 充入一密闭容器中,发生反应X+2Y====2Z ,达到平衡时,若它们的物质的量满足:n X +n Y =n Z ,则Y 的转化
率为 ( )
7.在一定温度下,容器内某一反应中M 、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如图13-3,下列表述中正确的是 ( )
A.反应的化学方程式为:2M====N
B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N 的浓度是M 浓度的2倍
8.某温度下,在一密闭容器中发生如下可逆反
应: 2E (g )F (g )+xG (g );△H<0。
若起始时E 的浓度为a mol/L ,F 、G 的
浓度均为0,达平衡时E 的浓度为0.5a mol /L ;若E 的起始浓度改为2a mol/L ,F 、G 的浓度仍为0,当达到新的平衡时,下列说法正确的是 ( )
A .升高温度时,正反应速率加快、逆反应速率减慢
B .若x=l ,容器体积保持不变,新平衡下E 的体积分数为50%
C .若x=2,容器体积保持不变,新平衡下F 的平衡浓度大于0.5a mol /L
D .若x=2,容器压强保持不变,新平衡下
E 的物质的量为a mol
9.一定温度下,在2L 的密闭容器中加入4mol A 和6mol B ,发生如下反应: 2A (g )+3B (g )4C (g )+D (g )反应10min 后达平衡,此时D 的浓度为0.5mol/L 。
下列说法正确的是 A 、前10min 反应的平均速率V (C )=0.10mol/L ·min
B 、10min 后向容器中加入A ,重新平衡时A 的转化率一定大于50%
C 、恒温下将反应容器体积缩小一半,则
D 的平衡浓度小于1.0mol/L D 、反应达平衡时B 的平衡浓度是1.5mol/L
10.可逆反应A (g )+3B (g )====2C (g );△H <0。
有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器,向甲容器中加入1molA 和3molB ,在一定条件下达到平衡时放出热量为Q 1KJ ;在相同的条件下,向乙容器中加入2molC 达到平衡后吸收热量为Q 2KJ ;已知Q 1=3Q 2。
下列叙述不正确的是 ( ) A 、甲中A 的转化率为75% B 、甲、乙中C 的体积分数相同 C 、达到平衡后,再向乙中加入0.25molA 、0.75molB 、1.5molC ,平衡向生成C 的方向移动 D 、乙中的热化学反应方程式为2C (g )====A (g )+3B (g );△H=+Q 2KJ/mol 11.在5L 的密闭容器中充入2molA 气体和1molB 气体,发生反应:2A(g)+B(g) 2C(g),达到平衡时,在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的5/6,则A 的转化率为 A.67% B.50% C.25% D.5% 12.一定温度下,在2L 的密闭容器中,X 、Y 、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示: 下列描述正确的是 A .反应开始到10s ,用Z 表示的反应
速率为0.158mol/(L ·s )
B .反应开始时10s ,X 的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C .反应开始时10s ,Y 的转化率为79.0%
D .反应的化学方程式为:X (g )+Y (g ) Z (g )
13.向某密闭容器中充入1molCO 和2molH 2O (g ),发生反应:CO+H 2O (g) CO 2 +H 2。
当反应达到平衡时,CO 的体积分数为x 。
若维持容器的体积和温度不变,起始物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时CO 的体积分数大于x 的是
A .0.5molCO+2mol H 2O(g)+1molCO 2+1molH 2
B .1molCO+1mol H 2O(g)+1molCO 2+1molH 2 .
C .0.5molCO+1.5mol H 2O(g)+0.4molCO 2+0.4molH 2
D .0.5molCO+1.5mol H 2O(g)+0.5molCO 2+0.5molH 2 14.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X 、Y ,发生反应 ()();mX g nY g H Q kJ/mol 。
反应达到平衡时,Y 的物质的量浓度与温度、气 体体积的关系如下表所示: 气体体积 C(Y)/mol ·L -1
温度℃ 1 2 3
100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.09 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列说法正确的是 A.m >n B.Q <0 C.温度不变,压强增大,Y 的质量分数减少
D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动 DA(BC)(AC)C CBDBD BCBC。