高中化學(xué)平衡總結(jié)

1、化學(xué)平衡狀態(tài)1.可逆反應(yīng)（1）概念：在同一條件下，同時(shí)向正、反兩個(gè)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為可逆反應(yīng)。（2）對(duì)可逆反應(yīng)概念的理解1）可逆反應(yīng)的特征：“兩同”是指條件相同、同時(shí)進(jìn)行。2）表示方法：在可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式中用“”表示可逆反應(yīng)。3）可逆反應(yīng)的重要特征是轉(zhuǎn)化率永遠(yuǎn)不可能達(dá)到100%，也就是反應(yīng)一旦開(kāi)始，那么，就不可能只存在反應(yīng)物，或只存在生成物。 4）存在平衡狀態(tài)2.化學(xué)平衡狀態(tài)在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持一定的狀態(tài)，叫做化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。（1）定義中的要點(diǎn)關(guān)系化學(xué)平衡的研究對(duì)象：可逆反應(yīng)。“平衡”是在一定條件下建立起來(lái)的

2、，對(duì)于一個(gè)給定的可逆反應(yīng)，若起始條件相同則平衡狀態(tài)也相同，不同的起始條件，平衡狀態(tài)不同。“v(正)= v(逆)”是平衡的本質(zhì)，“百分含量保持一定”，“濃度保持一定”是化學(xué)平衡的現(xiàn)象。（2） 化學(xué)平衡的特征 “逆”：是可逆反應(yīng)。 “動(dòng)”：是動(dòng)態(tài)平衡。 “等”：平衡的v(正)= v(逆) >0。 “定”：平衡時(shí)組分的百分含量不變。 “變”：若改變條件，平衡可被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡?；瘜W(xué)平衡的移動(dòng)A：化學(xué)平衡的移動(dòng)化學(xué)平衡是有條件的動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)影響化學(xué)平衡的條件改變時(shí)，原來(lái)的平衡被破壞，進(jìn)而在新的條件下逐漸建立新的平衡，這個(gè)原平衡向新平衡的轉(zhuǎn)化過(guò)程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)?；瘜W(xué)平衡移

3、動(dòng)研究的對(duì)象是可逆化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)。從正逆化學(xué)反應(yīng)速率的角度來(lái)看：（1）若外界條件改變，引起v正>v逆時(shí)，正反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；（2）若v正<v逆，逆反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；（3）若v正=v逆均發(fā)生變化，但仍保持相等，化學(xué)平衡就沒(méi)有發(fā)生移動(dòng)。1.濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響在其他條件不變的情況下，增大反應(yīng)物濃度，或減小生成物濃度。化學(xué)平衡向正方向移動(dòng)。減小反應(yīng)物濃度，或增大生成物濃度?；瘜W(xué)平衡向反方向移動(dòng)。注意：（1）固體物質(zhì)和純液體無(wú)所謂濃度，其量改變，不影響平衡。（2）在溶液中的反應(yīng)，若稀釋溶液，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度也減小，正、逆反應(yīng)速率均減

4、小，但減小的程度不同。總的結(jié)果是化學(xué)平衡向反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)增大的方向移動(dòng)?？梢酝龃髿怏w反應(yīng)平衡系統(tǒng)的體積而減小壓強(qiáng)引起的平衡移動(dòng)進(jìn)行對(duì)照記憶。（3）在生產(chǎn)過(guò)程中可通過(guò)增加廉價(jià)反應(yīng)物的濃度以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，從而提高價(jià)格較高的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，以降低成本。2.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)，氣體的壓強(qiáng)改變，也能引起化學(xué)平衡的移動(dòng)。對(duì)反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的化學(xué)反應(yīng)，在其他條件不變的情況下，增大壓強(qiáng)，會(huì)使化學(xué)平衡向著體積減少移動(dòng)。減小壓強(qiáng)，會(huì)使化學(xué)平衡向著體積增大的方向移動(dòng)。注意：（1）對(duì)于有些可逆反應(yīng)里，反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積沒(méi)有發(fā)生變化，如2HI(g

5、) H2(g)+I2(g)在這種情況下，增大或減小壓強(qiáng)都不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。（2）固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積，受壓強(qiáng)的影響很小，可以忽略不計(jì)。因此，如果平衡混合物都是固體或液體 ，可以認(rèn)為改變壓強(qiáng)不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。（3）同等程度的改變反應(yīng)混合物中的各物質(zhì)的濃度，應(yīng)視為壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響。如合成氨反應(yīng)平衡體系中，N2、H2、NH3的濃度分別由0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L同時(shí)增加一倍，即0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，此時(shí)相當(dāng)于壓強(qiáng)增大一倍，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。（4）在恒容的容器中，當(dāng)改變其中一種濃度時(shí)，必然同時(shí)引起壓強(qiáng)的改變，但判斷平衡移動(dòng)的方向時(shí)，

6、應(yīng)仍以濃度的影響去考慮。但是考慮對(duì)最終平衡狀態(tài)的影響時(shí)，則應(yīng)該從壓強(qiáng)改變上去考慮。（詳見(jiàn)技巧思維）（5）加入惰性氣體后平衡體系是否發(fā)生移動(dòng)，取決于平衡體系所占據(jù)的體積是否發(fā)生變化。例如（1）恒溫恒容時(shí)：充入惰性氣體體系總壓強(qiáng)增大，但是平衡體系的壓強(qiáng)并沒(méi)有改變，所以化學(xué)反應(yīng)速率不變，化學(xué)平衡也不移動(dòng)。（2）恒溫恒壓時(shí)：充人惰性氣體容器容積增大體系總壓強(qiáng)不變，但是平衡體系壓強(qiáng)減小 反應(yīng)速率減小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。還有一種類(lèi)型題，表面上看與壓強(qiáng)沒(méi)有什么關(guān)系，但其實(shí)就是用壓強(qiáng)來(lái)解釋的。例如常見(jiàn)的有兩個(gè)起始體積相同的密閉容器甲和乙，甲保持恒容，乙保持恒壓。我們?cè)诮鉀Q這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，可以把它轉(zhuǎn)化為

7、壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響。甲保持恒容了，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，如果是向氣體體積縮小的方向來(lái)進(jìn)行的話，那就等于是壓強(qiáng)減小了；如果是向氣體體積增大的方向來(lái)進(jìn)行的話，那就等于是壓強(qiáng)增大了。然后再和乙對(duì)比就可以了。3.溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響任何反應(yīng)都伴隨著能量的變化，通常表現(xiàn)為放熱或吸熱；所以溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)也有影響。如果升高溫度，平衡向吸熱的方向移動(dòng)；降低溫度平衡向放熱的方向移動(dòng)。注意：（1）若某反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱（或放熱）反應(yīng)，則其逆反應(yīng)則為放熱（或吸熱）反應(yīng)。吸收的熱量與放出的熱量數(shù)值相等，符號(hào)相反。（2）升高反應(yīng)溫度，正逆反應(yīng)速率均增加，但是吸熱反應(yīng)方向的速率增大的程度更大，因而使平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。4.

8、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡的影響催化劑能夠同等程度的改變正逆反應(yīng)的速率，所以使用催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，但是可以改變達(dá)到平衡所需要的時(shí)間?！咀⒁狻科胶獾囊苿?dòng)方向，與速率增大還是減小無(wú)關(guān)，只與正逆反應(yīng)速率的相對(duì)大小有關(guān)。勒夏特列原理：如果改變影響平衡的條件之一（如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)?？梢?jiàn)化學(xué)平衡有自我調(diào)節(jié)能力，總是力求保持原狀。這和物理上的慣性定理有點(diǎn)相似，物體有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)也可以看做一種特殊物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，外界條件改變時(shí)，化學(xué)平衡也力求保持原狀態(tài)。化學(xué)平衡移動(dòng)也有點(diǎn)像生物上講的自我調(diào)節(jié)作用，炎熱的夏天，人體的毛孔擴(kuò)張

9、，不斷出汗散發(fā)多余的熱量，以維持體溫在37左右。可見(jiàn)化學(xué)、生物、物理這些自然科學(xué)之間是有聯(lián)系的，學(xué)好物理和生物，對(duì)學(xué)好化學(xué)很有幫助。法國(guó)科學(xué)家勒夏特列把我們化學(xué)上的這種“自我調(diào)節(jié)”作用概括為平衡移動(dòng)原理，后人為了紀(jì)念這位科學(xué)家，把這個(gè)原理叫做勒夏特列原理。注意：平衡向“減弱”外界條件變化的方向移動(dòng)，但不能“抵消”外界條件的變化。對(duì)“減弱這種改變的理解”：增加反應(yīng)物（的濃度）時(shí)，平衡應(yīng)該向使反應(yīng)物（的濃度）減小的方向移動(dòng)；增大壓強(qiáng)的時(shí)候，平衡將向使氣體體積減小的方向移動(dòng)；提高反應(yīng)溫度的時(shí)候，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。v（正）增大并不意味著平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)，只有v（正）> v（逆）時(shí)才

10、可以肯定平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)當(dāng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的時(shí)候，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定提高，生成物的體積分?jǐn)?shù)也不一定增大（因?yàn)榉磻?yīng)物或反應(yīng)混合物的總量增大了），增大一種反應(yīng)物的濃度會(huì)提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。溫度一定的時(shí)候平衡常數(shù)一定，濃度、壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響應(yīng)滿足平衡常數(shù)不變這一要素。存在平衡且平衡發(fā)生移動(dòng)時(shí)才能應(yīng)用平衡移動(dòng)原理，如果不存在平衡（如鐵的電化學(xué)腐蝕）或雖存在平衡但不能移動(dòng)，均不能應(yīng)用平衡移動(dòng)原理。B：化學(xué)平衡常數(shù)（1）化學(xué)平衡常數(shù)的表示方法對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD。其中m、n、p、q分別表示化學(xué)方程式中各反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。當(dāng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，這個(gè)反應(yīng)的

11、平衡常數(shù)可以表示為：k=在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物的濃度，反應(yīng)物的濃度的關(guān)系依上述規(guī)律，其常數(shù)（用K表示）叫該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（2）化學(xué)平衡常數(shù)的意義1）平衡常數(shù)的大小不隨反應(yīng)物或生成物的改變而改變，只隨溫度的改變而改變。 2）平衡常數(shù)表示的意義：可以推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。K很大，反應(yīng)進(jìn)行的程度很大，轉(zhuǎn)化率大K的意義 K居中，典型的可逆反應(yīng)，改變條件反應(yīng)的方向變化。K很小，反應(yīng)進(jìn)行的程度小，轉(zhuǎn)化率小 3）注意：化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，而與反應(yīng)物與生成物的濃度無(wú)關(guān)。 反應(yīng)物與生成物中只有固體或是液體存在的時(shí)候，由于其濃度可看作是“1”，因而不代入公式。化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體

12、反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變；若方程式中的各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或是縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變。 （3）化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用 1）化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。2）可利用平衡常數(shù)的值作為標(biāo)準(zhǔn)判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡以及不平衡時(shí)向何方向進(jìn)行以建立平衡。（濃度熵的概念）如對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定溫度的任意時(shí)刻，反應(yīng)物與生成物的濃度如下關(guān)系，Qc叫該反應(yīng)的濃度商。a當(dāng)QcK時(shí)，反應(yīng)要達(dá)到平衡，必須減小c(C)和c(D)，增大c(A)和c(B)，所以反應(yīng)向逆向進(jìn)行達(dá)到平衡，即v逆v正b當(dāng)Qc=K時(shí)，反應(yīng)即為平衡

13、狀態(tài)，平衡不移動(dòng)c當(dāng)QcK時(shí)，反應(yīng)要達(dá)到平衡，必須增大c(C)和c(D)，減小c(A)和c(B)，所以反應(yīng)向正向進(jìn)行達(dá)到平衡，即v正v逆 3）利用平衡常數(shù)K的值來(lái)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。 升高溫度，K變大，則說(shuō)明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 升高溫度，K減小，則說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)的方向1、焓判據(jù)和熵判據(jù) 焓是與物質(zhì)內(nèi)能有關(guān)的物理量，科學(xué)家提出用焓變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，這就是所謂的焓判據(jù)。焓變化量稱(chēng)之為焓變，符號(hào)：H。不用借助于外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的自發(fā)過(guò)程的共同特點(diǎn)是，體系傾向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時(shí)體系會(huì)對(duì)外做功或釋放熱量）。在化學(xué)反應(yīng)中，放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾

14、向。我們經(jīng)常用焓變來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。 但是有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，例如在25和1.01×105Pa時(shí)，（NH4）2CO3（s）=NH4HCO3+NH3（g）；H=+74.9 kJ/mol可以自發(fā)進(jìn)行。因此只根據(jù)焓變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。這就涉及到與“有序”“無(wú)序”相關(guān)的“熵判據(jù)”。 人們提出在自然界還存在著另一種能夠推動(dòng)體系變化的因素，即在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向（與有序相比無(wú)序更加穩(wěn)定）?？茖W(xué)家用熵來(lái)度量這種混亂的程度。在與外界隔離體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大，即熵變（符號(hào)S）大于零。這個(gè)原理也叫做熵增加原理。在用來(lái)判斷過(guò)程的方向時(shí)

15、，就稱(chēng)為熵判據(jù)。同一物質(zhì)存在著氣態(tài)時(shí)的熵值最大、液態(tài)時(shí)次之、固態(tài)時(shí)最小這樣普遍規(guī)律。但是有些熵減少的過(guò)程也能自發(fā)進(jìn)行，例如10時(shí)的水就會(huì)自動(dòng)結(jié)冰成為固態(tài)，這是熵減小的過(guò)程。因此只根據(jù)熵變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向也是不全面的。 焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，又都不能獨(dú)立地作為自發(fā)性的判據(jù)，要判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，必須綜合考慮體系的焓變和熵變。2、 反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷注意事項(xiàng)（選講） 在討論過(guò)程的方向問(wèn)題時(shí)，我們指的是沒(méi)有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。如果允許外界體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。如高溫高壓可以使石灰石分解，石墨轉(zhuǎn)化成金剛石等。 大量事實(shí)告訴我們，過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向，不能

16、確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程的速率。 自由能變化G，體系自由能變化綜合考慮了焓變和熵變對(duì)體系的影響：G=HTS。這是恒溫、恒壓下，判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)，它不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)，由上述關(guān)系式可推知：當(dāng)H0，S0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)H0，S0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)H0，S0或H0，S0時(shí)，反應(yīng)是否自發(fā)與溫度有關(guān)，一般低溫時(shí)，焓變影響為主，高溫時(shí)，熵變影響為主，而溫度影響的大小要視H、S的具體數(shù)值而定?！舅季S技巧】1.化學(xué)平衡計(jì)算的三段法可逆反應(yīng)mAnBpC+qD達(dá)到平衡時(shí)： 用各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比即：VAVBVCVD=mnpq各物質(zhì)的變化量（變化濃度）之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比反應(yīng)物的平衡量（或濃度）=起始量（或濃度）-消耗量（或濃度） 生成物的平衡量（或濃度）=起始量（或濃度）+增加量（或濃度）mA + nB pC + qD起始量(mol) a b c d變化量(mol) x 平衡量(mol) a-x 2.阿伏加德羅定律的兩個(gè)重要推論的應(yīng)用恒溫、恒容時(shí)：，即混合氣體的壓強(qiáng)與其物質(zhì)的量成正比。恒溫、恒壓時(shí)：，即混合氣體的體積與其物質(zhì)的量成正比。3.混合氣體平均式量的計(jì)算由A、B、C三種氣體組成的混合氣體中，其平均式量（即平均相對(duì)分子質(zhì)量）： 其中