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化学反应原理·化学反应速率与化学平衡
知识点3·化学平衡的移动
一、化学平衡状态
1. 定义:在 下的可逆反应,正反应速率和逆反应速率 ,各物质的浓度保持 的状态.
2. 特征:
“动”—— “等”—— “逆"—- “定”—- “变"—— 3. 化学平衡状态的判断
项 目
aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)
① 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 混合物体系中各成分
② 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 的含量
③ 各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④ 总体积、总压强、总物质的量一定
不一定 压 强
① a+b ≠ c+d时,总压强一定(其他条件一定) 平衡 ② a+b = c+d时,总压强一定(其他条件一定)
不一定 ① 在单位时间内消耗了a mol A,同时生成了a mol A,即V(正)= V(逆)
平衡 正、逆反应速率
② 在单位时间内消耗了b mol B,同时生成了c mol C,即V(正)= V(逆) 平衡 的关系 ③ V(A): V(B): V(C): V(D)= a:b:c:d,V(正)不一定等于 V(逆) 不一定 ④ 在单位时间内生成了b mol B,同时消耗了d mol D,均指V(逆) 不一定 混合气体的平均相对① M一定,只有当a+b ≠ c+d时 平衡 分子质量(M)
② M一定,但a+b = c+d时
不一定 温 度 任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变) 平衡 体系密度(ρ) 密度一定
不一定 其 他
如体系颜色不再发生变化
平衡
二、化学平衡的移动
1。 化学平衡移动的概念:改变外界条件,破坏原有的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程.
条件改变
一定时间
V正 = V逆 ≠ 0
V′正 ≠ V′逆
V′正 = V′逆 ≠ 0
平衡1
不平衡
平衡2
破坏旧平衡
建立新平衡
2。 化学平衡移动的本质:正、逆反应速率发生不同程度的改变。 3。 化学平衡移动的标志:
(1)反应速率从V正 = V逆 → V’正 ≠ V'逆→V'’正 = V’’逆;
(2)各组分的浓度、质量分数、体积分数等由保持一定 → 发生改变 → 再次保持一定。 4. 化学平衡移动的方向:
(1)若改变外界条件,引起V正 > V逆,则化学平衡向 反应方向移动; (2)若改变外界条件,引起V正 < V逆,则化学平衡向 反应方向移动;
(3)若改变外界条件,引起V正和V逆 都同等程度发生变化,则化学平衡向 移动。
三、影响化学平衡移动的因素
(一)浓度变化对化学平衡的影响
化学 平衡 aA + bB ⇌ cC + dD(A、B、C、D均不是固体和纯液体)
浓度 变化 增大反应物浓度
减小反应物浓度
增大生成物浓度
减小生成物浓度
平衡 移动 正反应方向 逆反应方向 逆反应方向 正反应方向
方向 反应 速率 V正 瞬间增大,后减小 V正 瞬间减小,后增大 V逆 瞬间增大,后减小 V逆 瞬间减小,后增大 变化
V逆 瞬间不变,后增大 V逆 瞬间不变,后减小 V正 瞬间不变,后增大 V正 瞬间不变,后减小
v-t 图像
规律 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,都可以使平衡向正反应方总结 向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆反应方向移动。 (二)压强变化对化学平衡的影响 1. 压强变化对化学平衡的影响规律 化学 aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) +
aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD
aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) +
平衡 dD(g) (g) dD(g) a + b > c+d a + b < c+d a + b = c+d 体系 压强 增大压强
减小压强
增大压强
减小压强
增大压强
减小压强
变化
反应
速率
V正、V逆同时增大; V正、V逆同时减小; V正、V逆同时增大; V正、V逆同时减小; V正、V逆同时增大; V正、V逆同时减小;
变化 且V’正 > V'逆 且V’正 < V’逆 且V’正 < V’逆 且V'正 > V’逆 且V'正 =V'逆 且V’正 =V'逆
平衡 移动 正反应方向 逆反应方向 逆反应方向 正反应方向 方向
移动
移动
移动
移动
不移动 不移动
v-t 图像
规律 对于有气体参加或生成的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,化学平衡向着气体分子总结 数目减小的方向移动;减小压强,化学平衡向着气体分子数目增大的方向移动. 2。 加入“惰性气体”对化学平衡的影响 (1)恒温恒容条件
化学反应原理·化学反应速率与化学平衡
充入“惰性气体”
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
原平衡体系
充入“惰性气体”
容器体积增大,各反应气体的分压减小 体系中各组分的浓度同倍数减小
体积不变反应
体积变化反应
平衡不移动
平衡向气体体积增大的方向移动
因此,加入“惰性气体”对平衡是否有影响,要看容器的体积和容器内的压强是否改变,然后根据以上讨论的情况作出判断,不能一概而论.
(三)温度变化对化学平衡的影响
化学 平衡 aA + bB ⇌ cC + dD △H>0 aA + bB ⇌ cC + dD △H<0 浓度 变化 升高温度
降低温度
降低温度
升高温度
平衡 移动 正反应方向 逆反应方向 正反应方向 逆反应方向
方向 反应 速率 V正、V逆同时增大, V正、V逆同时减小, V正、V逆同时减小, V正、V逆同时增大, 变化
且V’正 > V'逆
且V’正 < V’逆
且V’正 > V’逆
且V’正 < V'逆
v—t 图像
规律 在其它条件不变的情况下,升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方总结 向移动. (四)催化剂与化学平衡
由于催化剂能够同等程度的改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡的移动无影响,但是使用催化剂,能改变反应达到平衡所需要的时间。
四、勒夏特列原理
1. 化学平衡移动原理—-勒夏特列原理
改变影响化学平衡的一个因素,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 2. 勒夏特列原理的适用条件
(1)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件"时平衡移动的方向。
(2)勒夏特列原理不仅适用于化学平衡,也适用于其他平衡体系,如溶解平衡、电力平衡等。
3。 勒夏特列原理解释外界因素对化学平衡移动的影响
(1)浓度:若增大某物质的浓度,其他条件不变,则平衡向减小该物质的浓度的方向移动。即当浓度改变时,平衡总是向着减弱这种改变的方向移动。
(2)压强:若增大平衡体系的压强,其他条件不变,则平衡向减小压强的方向(气体分子数目减小的方向)移动。对于反应前后气体分子数目相等的反应,改变压强,平衡不移动。
(3)温度:若升高平衡体系的温度,其他条件不变,则平衡向消耗热量(吸热)的方向移动,移动的结果是新平衡的温度比原平衡的温度高。
注:平衡移动的结果,只是“减弱"外界条件的改变程度,不可能抵消外界条件的改变。 五、化学平衡的计算
(一)化学平衡有关量的计算
1. 化学平衡常数(K只与温度有关)
(1)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。
(2)表示方法:对于可逆反应 aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)
K =
2。 反应物的转化率:
α =
(二)有关化学平衡计算题的一般解法——“三段式”
aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)
起始: m n 0 0 转化: ax bx cx dx 平衡: m-ax n—bx cx dx
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