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7 2化學平衡狀態(tài)化學平衡的移動 1 化學平衡研究的對象 可逆反應(yīng) 1 概念 在 條件下既可以向 反應(yīng)方向進行 同時又可以向 反應(yīng)方向進行的化學反應(yīng) 2 特點 三同一小 三同 a 相同條件下 b 正逆反應(yīng)同時進行 c 反應(yīng)物與生成物同時存在 一小 任一組分的轉(zhuǎn)化率都 100 3 表示方法 在化學方程式中 表示 可逆反應(yīng)和化學平衡狀態(tài) 相同 正 逆 小于 2 化學平衡狀態(tài) 1 概念 一定條件下的可逆反應(yīng) 當反應(yīng)進行到一定程度時 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率 反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度 我們稱為 化學平衡狀態(tài) 簡稱化學平衡 2 建立過程 在一定條件下 把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中 反應(yīng)過程如下 相等 不再改變 以上過程可用如圖表示 3 特征 1 在密閉容器中進行如下反應(yīng) X2 g Y2 g 2Z g 已知X2 Y2 Z的起始濃度分別為0 1mol L 0 3mol L 0 2mol L 在一定條件下 當反應(yīng)達到平衡時 各物質(zhì)的濃度有可能是 A Z為0 3mol LB Y2為0 4mol LC X2為0 2mol LD Z為0 4mol L 解析本題考查化學平衡的計算 用極值法 當Z完全轉(zhuǎn)化為X2 Y2時 X2 Y2分別為0 2mol L 0 4mol L 當0 1mol LX2完全轉(zhuǎn)化為Z時 Y2為0 2mol L Z為0 4mol L 則0 X2 0 2mol L 0 2mol L Y2 0 4mol L 0 Z 0 4mol L A項符合題意 答案A 混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) 體系溫度不再改變的狀態(tài) 壓強不再改變的狀態(tài) 反應(yīng)物的濃度不再改變的狀態(tài) 反應(yīng)物或生成物的百分含量不再改變的狀態(tài)其中能表明 甲 達到化學平衡狀態(tài)的是 能表明 乙 達到化學平衡狀態(tài)的是 能表明 甲 乙 都達到化學平衡狀態(tài)的是 化學平衡狀態(tài)的判斷1 判斷平衡狀態(tài)的方法 逆向相等 變量不變 1 逆向相等 反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率 一個是逆反應(yīng)的速率 且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等 2 變量不變 如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的 當不變時為平衡狀態(tài) 一個隨反應(yīng)的進行保持不變的量 不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù) 2 化學平衡狀態(tài)判斷的 兩標志 1 本質(zhì)標志 v 正 v 逆 0 對于某一可逆反應(yīng)來說 正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率 1 概念可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)以后 若反應(yīng)條件 如 等 發(fā)生了變化 平衡混合物中各組分的濃度也會隨之 從而在一段時間后達到 這種由 向 的變化過程 叫做化學平衡的移動 2 過程 化學平衡的移動 溫度 壓強 濃度 改變 新的平衡狀態(tài) 原平衡狀態(tài) 新平衡狀態(tài) 正反應(yīng) 逆反應(yīng) 氣體體積減小 氣體體積增大 不 逆反應(yīng) 正反應(yīng) 能夠減弱這種改變 一 條件改變對化學平衡移動方向的影響1 下列敘述中能肯定判斷化學平衡發(fā)生了移動的是 A 體系中氣體的密度發(fā)生變化B 體系中各組分的物質(zhì)的量濃度發(fā)生變化C 體系中各組分的體積分數(shù)發(fā)生變化D 正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均發(fā)生變化 解析對于氣體分子數(shù)不變的反應(yīng) 壓縮體積平衡不移動 但密度 濃度 壓強會增大 故反應(yīng)速率會加快 A B D項錯 各組分的體積分數(shù)改變 平衡發(fā)生了移動 C項正確 答案C 解析A項 溫度不變 K不變 錯誤 答案A 解析恒壓時充入稀有氣體 相當于對平衡體系減壓 平衡向氣體體積擴大的方向 正向 移動 若按A B和C的物質(zhì)的量之比為4 2 4再投料 則與原平衡等效 平衡不發(fā)生移動 C選項正確 當充入A B C各1mol時 平衡將向逆反應(yīng)方向移動 該反應(yīng)為分解反應(yīng) 則恒壓條件下再加入A時 平衡不發(fā)生移動 答案C 解析Si3N4為固體 增加其量 平衡不移動 A項錯 充入Ar 增大壓強 但是反應(yīng)物的濃度不變 平衡不移動 B項錯 增加反應(yīng)物的量 其自身的轉(zhuǎn)化率降低 C項錯 D項 移走部分HCl 生成物濃度降低 逆反應(yīng)速率降低 但是平衡右移 生成物濃度增加 逆反應(yīng)速率然后增大 D項正確 答案D 應(yīng)用上述規(guī)律分析問題時應(yīng)注意 1 不要把v 正 增大與平衡向正反應(yīng)方向移動等同起來 只有v 正 v 逆 時 才使平衡向正反應(yīng)方向移動 2 不要把平衡向正反應(yīng)方向移動與原料轉(zhuǎn)化率的提高等同起來 當反應(yīng)物總量不變時 平衡向正反應(yīng)方向移動 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高 當增大一種反應(yīng)物的濃度 使平衡向正反應(yīng)方向移動時 只會使其他的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高 而本身轉(zhuǎn)化率降低 下列說法正確的是 A m nB Q 0C 溫度不變 壓強增大 Y的質(zhì)量分數(shù)減少D 體積不變 溫度升高 平衡向逆反應(yīng)方向移動 解析溫度不變時 假設(shè)100 條件下 體積是1L時 Y的物質(zhì)的量為1mol 體積為2L時 Y的物質(zhì)的量為0 75mol L 1 2L 1 5mol 體積為4L時 Y的物質(zhì)的量為0 53mol L 1 4L 2 12mol 說明體積越小 壓強越大 Y的物質(zhì)的量越小 Y的質(zhì)量分數(shù)越小 平衡向生成X的方向進行 m0 B D項錯誤 答案C 正反應(yīng) 減小 增大 正反應(yīng) 不變 不變 正反應(yīng) 增大 減小 1 含義在一定條件下 等溫等容或等溫等壓 對同一可逆反應(yīng)體系 時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同 而達到化學平衡時 同種物質(zhì)的百分含量 2 原理同一可逆反應(yīng) 當外界條件一定時 反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始 還是從逆反應(yīng)開始 最后都能達到同一個平衡狀態(tài) 其中平衡混合物中各物質(zhì)的含量 由于化學平衡狀態(tài)與 有關(guān) 而與建立平衡的 無關(guān) 因而 同一可逆反應(yīng) 從不同的狀態(tài)開始 只要達到平衡時條件 溫度 濃度 壓強等 完全相同 則可形成等效平衡 等效平衡 起始 相同 相同 條件 途徑 解析根據(jù)題意 以甲容器為參照物 設(shè)達到平衡時 甲容器中CO的物質(zhì)的量為nmol 乙容器相當于在甲容器基礎(chǔ)上增加反應(yīng)物濃度 平衡正向移動 平衡時CO的物質(zhì)的量大于nmol 丙容器相當于在甲容器基礎(chǔ)上增加生成物濃度 平衡逆向移動 平衡時CO的物質(zhì)的量小于nmol 答案D 2 0 25 1 5 a c 2 D E 0 5 0 解析 1 由于甲容器定容 而乙容器定壓 它們的壓強相等 達到平衡時 乙的容積應(yīng)該為甲的兩倍 生成的NH3的物質(zhì)的量應(yīng)該等于2mmol 當甲 乙兩容器的體積相等時 相當于將建立等效平衡后的乙容器壓縮 故乙中NH3的物質(zhì)的量大于2mmol 2 乙的容積為甲的一半時 要建立與甲一樣的平衡 只有乙中的投入量是甲的一半才行 故乙中應(yīng)該投入N2為 1 0 5 mol 0 5mol H2為 1 5 1 5 mol 0mol 等效平衡規(guī)律 1 對于恒溫 恒容條件下體積變化的反應(yīng) 如果按方程式的化學計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì) 其物質(zhì)的量與對應(yīng)組分的起始加入量相同 則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的 2 對于恒溫 恒容條件下體積不變的反應(yīng) 如果按方程式的化學計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì) 其物質(zhì)的量之比與對應(yīng)組分的起始加入量之比相同 則建立的化學平衡是等效的 3 對于恒溫 恒壓條件下的可逆反應(yīng) 體積變化的反應(yīng)或體積不變的反應(yīng) 如果按方程式的化學計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì) 其物質(zhì)的量之比與對應(yīng)組分的起始加入量之比相同 則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的 特別提醒三種情況下的等效均指平衡混合物中各組分的百分含量保持不變 實際上三種等效是有差別的 第1種情況是絕對等效 包括濃度 密度 相對分子質(zhì)量等都相等 而第2種和第3種情況下 物質(zhì)的量存在倍數(shù)關(guān)系