内容正文:
专题05 影响化学平衡的因素
01化学平衡移动
1.定义
在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态,如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡状态被破坏,直至正、逆反应速率再次相等,在新的条件下达到新的化学平衡状态。这种现象称作平衡状态的移动,简称平衡移动。
2.平衡移动的原因
化学平衡的根本特征为V(正)=V(逆),因此化学平衡移动的根本原因为V(正)≠V(逆),平衡移动的方向根据V(正)、V(逆)的相对大小来决定。
当V(正)>V(逆)时则向正方向移动
当V(正)<V(逆)时则向逆方向移动
当V(正)=V(逆)时则平衡不移动
平衡移动的结果是Vˋ(正)=Vˋ(逆),达到新的化学平衡。
3.图示表示
4.化学平衡移动方向的判断
当Q=K时:反应处于平衡状态,v正=v逆;
当Q<K时:反应向正反应方向进行,v正>v逆;
当Q>K时:反应向逆反应方向进行,v正<v逆。
02影响化学平衡的因素
1.浓度变化对化学平衡移动的影响规律
(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
(2)减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。
若其他条件不变,一次性改变浓度对化学平衡的影响如下表所示:
化学
平衡
aA+bBcC+dD(A、B、C、D为非固体)
体系浓度改变
增大反应物浓度
增大生成物浓度
减小反应物浓度
减小生成物浓度
平衡移动方向
正向移动
逆向移动
逆向移动
正向移动
速率
变化
v正先增大,v逆随后增大,且v′正>v′逆
v逆先增大,v正随后增大,且v′逆>v′正
v正先减小,v逆随后减小,且v′逆>v′正
v逆先减小,v正随后减小,且v′正>v′逆
图像
2.压强变化对化学平衡移动的影响规律
(1)针对有气体参加或有气体生成且反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言
改变压强
平衡移动方向
增大压强
平衡向气体体积缩小的方向移动
减小压强
平衡向气体体积增大的方向移动
(2)对于反应前后气体体积没有发生变化的反应,改变压强平衡不移动。
若其他条件不变,压强对化学平衡的影响如下表所示:
化学平衡
aA+bBcC+dD
a+b>c+d
aA+bBcC+dD
a+b<c+d
浓度改变
加压
减压
加压
减压
移动方向
正向移动
逆向移动
逆向移动
正向移动
速率变化
v正、v逆同时增大,且v′正>v′逆
v正、v逆同时减小,且v′逆>v′正
v正、v逆同时增大,且v′逆>v′正
v正、v逆同时减小,且v′正>v′逆
图像
3.温度对化学平衡移动的影响
升高温度,平衡向吸热反应方向移动;
降低温度,平衡向放热反应方向移动。
4.催化剂对化学平衡的影响
(1)加入催化剂可以大大地加快化学反应速率,是因为它可以降低反应的活化能,从而提高活化分子百分数,从而增大反应速率,但是由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动无影响。
(2)催化剂不能改变达到化学平衡状态时的反应混合物中的组成含量,但是使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
03化学平衡移动原理(勒夏特列原理)
1.原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),则平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
2.注意事项
(1)研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应。
(2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时的平衡移动方向。
(3)平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变,但不能完全“消除”这种改变。
04等效平衡
1.概念
对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或中间状态开始)进行的反应,若达到平衡时相同的组分在各混合物中的百分含量(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等,这样的化学平衡互称等效平衡
2.分类
(1)定温,定容条件下的等效平衡
第一类:对于反应前后气体物质化学计量数不等的可逆反应:改变起始时加入物质的量,若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质,其物质的量对应相等,则互为等效平衡。
第二类:对于反应前后气体物质化学计量数相等的可逆反应:改变起始时加入物质的量,若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质,其物质的量对应成比例,则互为等效平衡。
(2)定温,定压的等效平衡
任何有气相物质参加的可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质,其物质的量对应成比例,则他们互为等效平衡。
3.等效平衡判断方法
解答等效平衡问题时,先看条件(恒温恒容或恒温恒压),再看方程式反应前后气体分子数(相同或不同),按“一边倒”转换比较。
①恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变