内容正文:
第三节 化学平衡的移动 化学反应进行的方向
[课标要求]
1.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化,能讨论化学反应条件的选择和优化。
2.针对典型案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
3.认识化学平衡的调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。
4.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。
考点(一) 化学平衡移动
(一)化学平衡移动的过程
1.定义:由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫化学平衡移动。
2.过程示意图
3.本质
v正>v逆
平衡向正反应方向移动
v正=v逆
反应达到平衡状态,平衡不移动
v正<v逆
平衡向逆反应方向移动
(二)化学平衡移动的判断
平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。
(三)外界因素对平衡移动的影响
1.影响化学平衡的因素
条件的改变(其他条件不变)
化学平衡的移动
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(对有气体存在的反应)
反应前后气体分子数改变
增大压强
向气体体积减小的方向移动
减小压强
向气体体积增大的方向移动
反应前后气体分子数不变
改变压强
平衡不移动
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
使用催化剂
平衡不移动
2.vt图像解释
某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示。
①加催化剂对反应速率影响的图像是C(填字母,下同),平衡不移动。
②升高温度对反应速率影响的图像是A,平衡向逆反应方向移动。
③增大反应容器体积对反应速率影响的图像是D,平衡向逆反应方向移动。
④增大O2的浓度对反应速率影响的图像是B,平衡向正反应方向移动。
3.平衡移动判断的两种特殊情况分析
(1)“惰性气体”对化学平衡的影响。
①恒温、恒容条件
②恒温、恒压条件
(2)同等程度地改变平衡反应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、压强以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。如对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应在一定温度下达到平衡时c(N2)=a mol·L-1,压强为p,在恒温下,将容器容积缩小一半,达到平衡时,c′(N2)<2a mol·L-1,p′<2p。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)当改变条件使v正增大,平衡一定向正反应方向移动( )
(2)增大任一反应物的物质的量,平衡向正反应方向移动( )
(3)对于2SO2+O22SO3反应,增大O2的浓度,SO2的转化率增大( )
(4)增大压强平衡正向移动,反应物的浓度会减小,生成物的浓度会增大( )
(5)恒容条件下,增加气体反应物的量,平衡正向移动,反应物的转化率一定增大( )
(6)一定温度下,当浓度商大于K时,平衡向逆向移动( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
2.下列事实中,不能用平衡移动原理解释的是( )
A.恒容容器中发生反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) ΔH<0,升高温度,气体颜色加深
B.工业用SO2合成SO3时需要用催化剂
C.实验室中用浓氨水与氢氧化钠固体混合制取少量氨
D.在含有[Fe(SCN)]2+的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
答案:B
3.对于可逆反应:A(g)+B(s)C(s)+D(g) ΔH>0。如图所示为正、逆反应速率(v)与时间(t)关系的示意图,如果在t1时刻改变条件:①加入A;②加入催化剂;③加压;④升温;⑤减少C,符合图示条件的是( )
A.②③ B.①② C.③④ D.④⑤
解析:选A 加入A,因为A为气体,因此加入A平衡向正反应方向移动,v正>v逆,故①错误;催化剂对化学平衡无影响,只加快反应速率,故②正确;反应前后气体分子数相等,因此加压平衡不移动,化学反应速率增大,故③正确;升高温度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动,故④错误;C为固体,浓度视为常数,对化学平衡移动无影响,对化学反应速率无影响,故⑤错误。
题点全面练清
题点(一) 化学平衡移动与转化率的变化
1.在一定温度下的密闭容器中发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1。保持温度不变,将容器的容积扩大