第3讲 化学平衡移动
【考纲要求】
1.理解外界条件(浓度、温度、压强等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。
2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【教学过程】 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____、____、____等)发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之____,从而在一段时间后达到____________。
这种由___________向____________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
v 正__v 逆,平衡向正反应方向移动;v 正__v 逆,平衡不移动;v 正__v 逆,平衡向逆反应方向移 二、外界条件对化学平衡的影响 1.温度的影响
2.浓度的影响
(1)反应物浓度增大或生成物浓度减小时,平衡向___________移动; (2)反应物浓度减小或生成物浓度增大时,平衡向___________移动。
3.压强的影响
4.化学平衡移动规律(勒夏特列原理)
封闭体系中,如果仅改变平衡体系的一个条件(如温度、浓度、压强),平衡将向
这种改变的
(1)升高温度
吸热反应
K_____化学平衡向
反应方向移动
(2)升高温度
吸热反应
K_____化学平衡向 反应 方向移动
(1)
ΔV g ≠0 的反应
平衡向 的方向移动
平衡向 的方向移动
(2)ΔV g =0的反应:改变压强,平衡 。
增大压强
方向移动。
注意:①对原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是:升高温度时,平衡向吸热反应方向移动;增加反应物,平衡向反应物减少的方向移动;增大压强,平衡向压强减小的方向移动。
②移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能完全抵消外界条件的变化,达到新平衡时此物理量更靠近外界条件改变的方向。
如增大反应物A 的浓度,平衡右移,但达到新平衡时,A 的浓度仍比原平衡时大;同理,若改变温度、压强等,其变化也相似。
考点精讲
考点一 化学平衡移动的判断
1.化学平衡与化学反应速率的关系
分析问题时应注意:(1)不要把v 正增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v 正>v 逆时,才使平衡向正反应方向移动。
(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来,当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高。
2.几种情况
(1)固体或液体的浓度是恒定的,当其量发生变化时,浓度未发生变化,故其量的改变对平衡没有影响。
(2)催化剂只能加快反应速率,缩短到达平衡的时间,不能使化学平衡发生移动。
(3)“惰性”气体对化学平衡的影响: ①恒温恒容条件
原平衡体系—————————→充入“惰性”气体
体系总压强增大 各成分浓度不变
平衡不移动
②恒温恒压条件
原平衡体系————→充入“惰性”气体容器容积增大(相当于减小压强)
3.思维模型
改变 条件
速率 改变
程度相同
v
正=v 逆
使用催化剂或对 气体体积无变化 的反应改变压强
平衡不移动
程度不同v 正≠v 逆
浓度 压强 温度
平衡移动
平衡不移动
平衡向气体体积增大的方向移动
速率不变:如容积不变时充入稀有气体
平衡不移动
例1 将H 2(g)和Br 2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H 2(g)+Br 2(g)
2HBr(g) ΔH <0,平
衡时Br 2(g)的转化率为a ;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br 2(g)的转化率为b 。
a 与b 的关系是 ( )A .a >b B .a =b C .a <b D .无法确定
体验 1 在密闭容器中发生如下反应:a X(g)+b Y(g)c Z(g)+d W(g),反应达到平衡后保持温度不
变,将气体体积压缩到原来的1
2
,当再次达到平衡时,W 的浓度为原平衡时的1.8倍。
下列叙述中不正确
的是( )
A .平衡向逆反应方向移动
B .a +b <c +d
C .Z 的体积分数增加
D .X 的转化率下降
考点二 数形结合思想——有关化学平衡的图象
1.常见的图象 对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),若m +n >p +q 且ΔH >0
1) v -t 图象
(2)c 或w -t 图象
a 是在
b 的基础上加入正催化剂
(3)c 或α-p (T )图象
2.解题思路
例2 可逆反应a A(g)+
b
p C(g),反应时间与w (C)函数的关系如图所示,(a)图表示压强
不同时的曲线,(b)图表示的是温度不同时的曲线,则大小关系是:p 1________p 2;T 1________T 2;
ΔH ________0;a +b ________p 。
看图象
一看面(纵坐标与横坐标的意义) 二看线(线的走向和变化趋势) 三看点(起点,拐点,终点)
四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线) 五看量的变化(如浓度变化、温度变化)
想规律
联想外界条件的改变对化学反应速率和 化学平衡的影响
作判断
根据图象中呈现的关系与所学规律相对 比,作出符合题目要求的判断
规律方法解答有关化学平衡的图象题时,比较快而准的方法是抓好以下“三看”:
一看可逆反应的特征:该反应是吸热反应还是放热反应,是气体总体积扩大、缩小还是不变的反应;
二看外界条件的变化:横坐标是时间、浓度、压强还是温度,纵坐标是浓度、转化率还是物质的百分含量等;
三看曲线变化的趋势:每条曲线的变化趋势是上升还是下降,曲线有无拐点、最值点。
由以上“三看”,再结合勒夏特列原理,不难解答有关化学平衡的图象题。
体验2 如图是温度和压强对反应X+Y2Z影响的示意图。
图中横坐标表示温度,纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。
下列叙述正确的是 ( )
A.上述可逆反应的正反应为放热反应 B.X、Y、Z均为气态
C.X和Y中只有一种为气体,Z为气体 D.上述反应的逆反应的ΔH>0
高考集训
题组一化学平衡移动
1.判断正误
(1)一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率( )
(2)“NO 2球”浸泡在冷水中,颜色变浅,(原因是)2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0 ( )
(3)下图中曲线表示反应2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0正、逆反应的平衡常数K随温度的变化( )
2.(2010·上海,17)据报道,在300℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
下列叙述错误的是 ( )
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300℃下进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
3.[2010·福建理综-23(4)②]一定条件下,甲(NH3)在固定体积的密闭容器中发生分解反应(ΔH>0)并达平衡后,仅改变下表中反应条件,该平衡体系中随递增递减的是________(选填序号)。
题组二化学平衡的图象
4.(2010·四川理综,13)反应a M(g)+b N(g)c P(g)+d Q(g)达到平衡时,M的体积分数y(M)与反应条件的关系如下图所示。
其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。
下列说法正确的是 ( )
A .同温同压同z 时,加入催化剂,平衡时Q 的体积分数增加
B .同压同z 时,升高温度,平衡时Q 的体积分数增加
C .同温同z 时,增加压强,平衡时Q 的体积分数增加
D .同温同压时,增加z ,平衡时Q 的体积分数增加
5.(2009·重庆理综,13)各可逆反应达平衡后,改变反应条件,其变化趋势正确的是 ( ) CH 3COOH
H +
+CH 3COO -
FeCl 3+3KSCN
Fe(SCN)3+3KCl
6.(2009·安徽理综,11)汽车尾气净化中的一个反应如下: NO(g)+CO(g)
1
2
N
2(g)+CO 2(g) ΔH =-373.4 kJ/mol 在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是( )
2NH 3(g)
6H 2(g)+2CO 2(g) ΔH >0
N 2(g)+3H 2(g) CH 3OCH 3(g)+3H 2O(g)
7.(2008·四川理综,8)在密闭的容器中进行如下反应:H
温度T1和T2时,产物的量和反应时间的关系如图所示,符合图象的正确的判断是( )
C.T1<T2,ΔH>0 D.T1<T2,ΔH<0。