化學課件第23講　化學平衡的移動

化學北京版第23講化學平衡的移動1.化學平衡移動的過程

2.化學平衡的移動與反應(yīng)速率的關(guān)系(1)v正①>

v逆,平衡向正反應(yīng)方向移動。(2)v正②=

v逆,平衡不移動。(3)v正③<

v逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動。教材研讀3.影響平衡移動的外界條件以可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)為例。4.勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強、溫度等),平衡就向著能

夠⑧減弱

這種改變的方向移動。

名師點睛

(1)化學反應(yīng)速率改變,平衡不一定發(fā)生移動,如反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強或使用催化劑,化學反應(yīng)速率增大,但平衡

不移動。(2)化學平衡發(fā)生移動,化學反應(yīng)速率一定改變,因為化學平衡移動的根

本原因就是v正≠v逆。(3)壓強對平衡的影響很復(fù)雜,關(guān)鍵看壓強的改變是否改變了反應(yīng)體系

中各成分的濃度,只有引起濃度改變時才會導(dǎo)致平衡移動,否則平衡就

不移動。(4)勒夏特列原理可理解為“對著干”原理,就是平衡總是和改變條件

“對著干”,但是只能“減弱這種改變”,不能抵消和逆轉(zhuǎn)這種改變。自測1在密閉容器中進行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)

2CO(g)

ΔH>0,達到平衡后,改變下列條件,則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化:(1)增加C,平衡

,c(CO)

。(2)減小密閉容器體積,保持溫度不變,則平衡

,c(CO2)

。(3)通入N2,保持密閉容器體積和溫度不變,則平衡

,c(CO2)

。(4)保持密閉容器體積不變,升高溫度,則平衡

,c(CO)

。答案(1)不移動不變

(2)向逆反應(yīng)方向移動增大(3)不移動不變

(4)向正反應(yīng)方向移動增大自測2對于以下三個反應(yīng),從正向開始進行達到平衡后,保持溫度、體

積不變,按要求回答下列問題。(1)PCl5(g)

PCl3(g)+Cl2(g),再充入PCl5(g),平衡向

方向移動,達到平衡后,PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率

,PCl5(g)的百分含量

。(2)2HI(g)

I2(g)+H2(g),再充入HI(g)平衡向

方向移動,達到平衡后,HI的分解率

,HI的百分含量

。(3)2NO2(g)

N2O4(g),再充入NO2(g),平衡向

方向移動,達到平衡后,NO2(g)的轉(zhuǎn)化率

,NO2(g)的百分含量

。答案(1)正反應(yīng)減小增大(2)正反應(yīng)不變不變(3)正反應(yīng)增大減小1.分析化學平衡移動的一般思路考點突破考點一化學平衡移動2.化學平衡移動的幾種特殊情況(1)當反應(yīng)混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或純液體物質(zhì)時,

由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或

純液體的量,對平衡基本無影響。(2)由于壓強的變化對非氣態(tài)物質(zhì)的濃度基本無影響,因此,當反應(yīng)混合

物中不存在氣態(tài)物質(zhì)時,壓強的變化對平衡無影響。(3)對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)無變化的反應(yīng),如H2(g)+I2(g)

2HI(g),壓強的變化對平衡無影響。因為在這種情況下,壓強的變化對正、逆反應(yīng)

速率的影響程度是等同的,故平衡不移動。(4)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度,應(yīng)視為壓強對平衡的

影響,如某平衡體系中c(N2)=0.1mol·L-1、c(H2)=0.3mol·L-1、c(NH3)=0.2mol·L-1,當濃度同時增大一倍時,即c(N2)=0.2mol·L-1、c(H2)=0.6mol·L-1、c(NH3)=0.4mol·L-1,此時相當于壓強增大一倍,平衡向生成NH3的方向

移動。(5)在恒容的容器中,當改變其中一種氣體物質(zhì)的濃度時,必然同時引起

壓強的改變,但判斷平衡移動的方向時,應(yīng)以濃度的影響去考慮。(6)“惰性氣體”對化學平衡的影響①恒溫、恒容條件原平衡體系

體系總壓強增大

體系中各組分的濃度不變

平衡不移動②恒溫、恒壓條件原平衡體系

容器容積增大,各反應(yīng)氣體分壓減小

體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(相當于減壓)——

特別提示應(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)化率提高等同起來,當各反

應(yīng)物的量不變時,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,只會使其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化

率提高。3.平衡移動的結(jié)果平衡移動只能減弱外界條件的改變,而不能消除這種改變。

典例1N2O5是一種新型硝化劑,在一定溫度下可發(fā)生以下反應(yīng):2N2O5

(g)

4NO2(g)+O2(g)

ΔH=+QkJ/mol,一定溫度時,向密閉容器中通入N2O5,部分實驗數(shù)據(jù)見下表:時間/s050010001500c(N2O5)(mol/L)0.500.350.250.25下列說法錯誤的是

(

)A.500s時O2的濃度為0.075mol/LB.平衡后,升高溫度,正反應(yīng)速率先增大后減小C.平衡后,要使化學平衡常數(shù)增大,改變的條件是升高溫度D.1000s時將容器的體積縮小一半,重新達到平衡時0.25mol/L<c(N2O5)

<0.50mol/L答案

DA項,在前500s內(nèi)c(N2O5)減小0.15mol/L,則根據(jù)反應(yīng)方程式

可知產(chǎn)生O2的濃度為0.15mol/L÷2=0.075mol/L;B項,升高溫度,正反應(yīng)

速率增大,平衡向吸熱方向移動,溫度降低,又使正反應(yīng)速率減小;C項,化

學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),對于吸熱反應(yīng)來說,溫度升高,平衡常數(shù)增大;

D項,1000s時將容器的體積縮小一半,若平衡不發(fā)生移動,則c(N2O5)=0.50mol/L,實際上平衡向氣體體積減小的方向移動,所以重新達到平衡時c(N2O5)>0.50mol/L。1-1將等物質(zhì)的量的N2、H2充入某密閉容器中,在一定條件下,發(fā)生如

下反應(yīng)并達到平衡:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)ΔH<0。當改變某個條件并維持新條件直至新的平衡時,下表中關(guān)于新

平衡與原平衡的比較正確的是

()選項改變條件新平衡與原平衡比較A縮小容器體積N2的濃度一定減小B升高溫度N2的轉(zhuǎn)化率減小C充入一定量H2H2的轉(zhuǎn)化率不變,N2的轉(zhuǎn)化率增大D使用適當催化劑NH3的體積分數(shù)增大答案

BA項,正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),縮小容器體積相當于增

大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,但體積改變?yōu)橹饕蛩?故氮氣的濃度

比原平衡時大;B項,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移

動,氮氣的轉(zhuǎn)化率減小;C項,充入一定量的氫氣,平衡向正反應(yīng)方向移動,

氮氣的轉(zhuǎn)化率增大,而氫氣的轉(zhuǎn)化率減小;D項,催化劑不能改變平衡狀

態(tài)。1-2在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應(yīng)mX(g)

nY(g)

ΔH=QkJ·mol-1。反應(yīng)達到平衡時,Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示:氣體體積/Lc(Y)/mol·L-1溫度/℃1241001.000.750.532001.200.900.633001.301.000.70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)減小D.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動答案

C100℃時,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1.5mol;體積為4L時,Y的物質(zhì)的量為2.12mol,說明增大

壓強,平衡向生成X的方向移動,Y的物質(zhì)的量減小,Y的質(zhì)量分數(shù)減小,m

<n,A項錯誤,C項正確。體積不變時,溫度越高,Y的物質(zhì)的量濃度越大,

說明升高溫度,平衡向生成Y的方向移動,則Q>0,B、D項錯誤。一、化學平衡圖像1.濃度-時間圖像

此類圖像能說明平衡體系中各組分或某一組分在反應(yīng)過程中的濃度變

化情況,可判斷出反應(yīng)物和生成物,從而判斷出可逆反應(yīng)的化學方程

式。如圖所示,則該反應(yīng)的化學方程式為:A(g)+B(g)

3C(g)。此類圖像要注意各物質(zhì)濃度變化曲線的折點所處時刻相同,各物質(zhì)的濃度變考點二與化學平衡有關(guān)的圖像問題化量之比等于化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。2.含量-時間-溫度(壓強)圖像常見圖像形式有如下幾種(其中C%指生成物的百分含量,B%指反應(yīng)物

的百分含量)。其他條件不變,使用催化劑或升高溫度或增大壓強,都能

加快反應(yīng)速率,縮短達到平衡所需的時間。該類圖像越先出現(xiàn)折點,達

到平衡所用的時間越短,說明反應(yīng)速率越快,進一步可以確定溫度的高

低或壓強的大小;根據(jù)平衡線的高低可判斷出平衡移動的方向,確定可

逆反應(yīng)的特點。3.恒溫(壓)線該類圖像的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率(α),橫

坐標為溫度(T)或壓強(p),每一條曲線均為相同溫度下不同壓強時的平

衡轉(zhuǎn)化率(或平衡濃度)曲線,或相同壓強下不同溫度時的平衡轉(zhuǎn)化率(或平衡濃度)曲線。常見類型如圖:二、化學平衡圖像題解題指導(dǎo)(1)看圖像:一看軸,即縱、橫坐標的意義;二看點,即起點、拐點、交點、

終點;三看線,即線的走向和變化趨勢;四看輔助線,即等溫線、等壓線、

平衡線等;五看量的變化,如濃度變化、溫度變化、轉(zhuǎn)化率變化、物質(zhì)

的量的變化等。(2)依據(jù)圖像信息,利用平衡移動原理,分析可逆反應(yīng)的特征:吸熱還是放

熱,氣體體積增大、減小還是不變,有無固體或純液體參加或生成等。(3)先拐先平數(shù)值大:在化學平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點的先達到平衡,可能

是溫度高、壓強大或使用了催化劑。(4)定一議二:圖像中有三個變量時,先固定一個量,再討論另外兩個量的

關(guān)系。典例2在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng):2X(g)

Y(g),溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示,下列敘述正確

的是

()A.該反應(yīng)進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量B.T2下,在0~t1時間內(nèi),v(Y)=

mol·L-1·min-1C.M點的正反應(yīng)速率v正大于N點的逆反應(yīng)速率v逆D.M點時再加入一定量X,平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小答案

C依據(jù)題中圖示,可看出T1>T2,由于T1時X的平衡濃度大,可推出

該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。A項,M點與W點比較,X的轉(zhuǎn)化量前者小于后者,故

進行到M點放出的熱量應(yīng)小于進行到W點放出的熱量,A項錯誤;B項,2v(Y)=v(X)=

mol·L-1·min-1,B項錯誤;C項,T1>T2,溫度越高,反應(yīng)速率越大,M點的正反應(yīng)速率>W點的正反應(yīng)速率,而W點的正反應(yīng)速率=W點

的逆反應(yīng)速率>N點的逆反應(yīng)速率,C項正確;D項,恒容時充入X,壓強增

大,平衡正向移動,X的轉(zhuǎn)化率增大,D項錯誤。2-1

臭氧是理想的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應(yīng)為2NO2(g)+O3(g)

N2O5(g)+O2(g),若反應(yīng)在恒容密閉容器中進行,下列由該反應(yīng)相關(guān)圖像作

出的判斷正確的是

()AB

升高溫度,平衡常數(shù)減小0~3s內(nèi),反應(yīng)速率為:v(NO2)=0.2mol·L-1續(xù)表答案

A由圖像可知,該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平

衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)減小,A項正確;v(NO2)=

=

=0.2mol·L-1·s-1,B項錯誤;使用催化劑可加快反應(yīng)速率,但不能使平衡發(fā)生移動,C項錯誤;增大O2濃度,平衡逆向移動,NO2的轉(zhuǎn)