内容正文:
第三节 化学平衡移动及调控 化学反应的方向
【备考目标】 1.知道化学反应是有方向的,知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。3.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。
考点1 影响化学平衡的因素
梳理必备知识
1.化学平衡的移动
如果改变外界条件,化学平衡状态被破坏,平衡体系由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程。
2.平衡移动的方向与化学反应速率的关系
条件改变
3.外界条件改变对化学平衡的影响
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例
改变的条件(其他不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强
(对有气
体参加
的反应)
m+n≠p+q
增大
压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
m+n=p+q
改变压强
不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同时、同等程度改变v正、v逆,平衡不移动
[提醒] “压强影响平衡移动”的实质
(1)压强只有引起物质的浓度变化才会造成平衡移动,否则压强对平衡无影响。
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
原平衡体系 ―→
(2)同等程度地改变平衡体系混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
4.勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强或浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
[注意] 勒夏特列原理的理解
(1)勒夏特列原理适用于任何化学平衡体系,如化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。
(2)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的方向。若同时改变影响平衡的几个条件,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。
(3)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”,即平衡移动不能将外界影响完全消除,而只能减弱。
(4)应用勒夏特列原理时应弄清是否真的改变了影响化学平衡的条件。如改变平衡体系中固体或纯液体的量,或者对于有气体存在的化学平衡体系,在恒温、恒容条件下充入惰性气体,均未改变影响化学平衡的条件。
关键能力研析
一、化学平衡图像
1.常规平衡图像
(1)浓度时间图像的判断
如A(g)+B(g) AB(g)
(2)含量时间图像的判断(C%指某产物的质量分数,B%指某反应物的质量分数)
①判断是否加入催化剂
(a用催化剂,b不用催化剂)
②判断反应吸热还是放热
(T2>T1,正反应为吸热反应)
(T2>T1,正反应为放热反应)
③判断反应体积是增大还是减小
(p1>p2,正反应为气体体积减小的反应)
(p1>p2,正反应为气体体积增大的反应)
(3)恒压线、恒温线图像的判断(α表示反应物的转化率,c表示反应物的平衡浓度)
图①:若p1>p2>p3,则正反应为气体体积减小的反应,ΔH<0。图②:若T1>T2,则正反应为放热反应,且为气体体积增大的反应。
2.几种特殊图像
(1)对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(如图),M点前,v正>v逆;M点为平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升温导致A的百分含量增加(或C的百分含量减少),平衡左移,故正反应ΔH<0。
(2)对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(如图),L线上所有的点都是平衡点。L线的左上方E点,A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量,所以E点:v正>v逆;则L线的右下方F点:v正<v逆。
【对点练】 1.下列图示与对应的叙述相符的是( )
A.若图一表示反应:mA(s)+nB(g) pC(g) ΔH>0,在一定温度下,平衡时B的转化率(B%)与压强变化的关系,x点反应速率比y点时的快
B.若图二是可逆反应:A(g)+B(s) C(s)+D(g) ΔH>0的速率时间图像,在t1时刻改变的条件可能是加入催化剂
C.若图三表示化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)在一定时间内A的百分含量与温度(T)的变化情况,则该反应的ΔH>0
D.图四中的阴影部分面积的含义是(v正-v逆)
解析:选B。由图一可看出,x点的压强比y点小,所以反应速率x点比y点时的慢,A不正确;由图二可知,在t1时刻正、逆反应速率都增大且增大的程度相同,所以改变的条件可能是加入催化剂,B正确;由图三