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1、第23讲化学平衡的移动1.化学平衡移动的过程化学平衡移动的过程2.化学平衡的移动与反应速率的关系化学平衡的移动与反应速率的关系(1)v正v逆,平衡向正反应方向移动。(2)v正=v逆,平衡不移动。(3)v正0,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化:(1)增加C,平衡不移动不移动,c(CO)不变不变。(2)减小密闭容器体积,保持温度不变,则平衡向逆反应方向移动向逆反应方向移动,c(CO2)增大增大。(3)通入N2,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡不移动不移动,c(CO2)不变不变。(4)保持密闭容器体积不变,升高温度,则平衡向正反应方向移动向正反应方向移动,c(CO)增大增大
2、。自测自测2对于以下三个反应,从正向开始进行达到平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),再充入PCl5(g),平衡向正反应正反应方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率减小减小,PCl5(g)的百分含量增大增大。(2)2HI(g)I2(g)+H2(g),再充入HI(g)平衡向正反应正反应方向移动,达到平衡后,HI的分解率不变不变,HI的百分含量不变不变。(3)2NO2(g)N2O4(g),再充入NO2(g),平衡向正反应正反应方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率增大增大,NO2(g)的百分含量减小减小。考点突破考点突破考点一化
3、学平衡移动考点一化学平衡移动考点二与化学平衡有关的图像问题考点二与化学平衡有关的图像问题1.分析化学平衡移动的一般思路分析化学平衡移动的一般思路2.化学平衡移动的几种特殊情况化学平衡移动的几种特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或纯液体的量,对平衡基本无影响。考点一化学平衡移动考点一化学平衡移动(2)由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响,因此,当反应混合物中不存在气态物质时,压强的变化对平衡无影响。(3)对于反应前后气体分子数无变化的反应,如H2(g)+I2(g)2HI(g),压强的变化对平衡
4、无影响。因为在这种情况下,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。(4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度,应视为压强对平衡的影响,如某平衡体系中c(N2)=0.1molL-1、c(H2)=0.3molL-1、c(NH3)=0.2molL-1,当浓度同时增大一倍时,即c(N2)=0.2molL-1、c(H2)=0.6molL-1、c(NH3)=0.4molL-1,此时相当于压强增大一倍,平衡向生成NH3的方向移动。(5)在恒容的容器中,当改变其中一种气体物质的浓度时,必然同时引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,应以浓度的影响去考虑。(6)“惰性气体”对化学平衡的影响
5、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恒温、恒压条件原平衡体系容器容积增大,各反应气体分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小(相当于减压)特别提示特别提示应用上述规律分析问题时应注意:(1)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v正v逆时,才使平衡向正反应方向移动。(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率提高等同起来,当各反应物的量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高;当增大一种反应物的浓度使平衡向正反应方向移动时,只会使其他反应物的转化率提高。3.平衡移动的结果平衡移动的结果平衡移动只能减弱外界条件的改变,而不能消除这种改变。典例典例1
6、N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生以下反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+QkJ/mol,一定温度时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表:时间/s050010001500c(N2O5)(mol/L)0.500.350.250.25下列说法错误的是()A.500s时O2的浓度为0.075mol/LB.平衡后,升高温度,正反应速率先增大后减小C.平衡后,要使化学平衡常数增大,改变的条件是升高温度D.1000s时将容器的体积缩小一半,重新达到平衡时0.25mol/Lc(N2O5)0.50mol/L。1-1将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在一定条件下,发
7、生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)HnB.Q0C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减小D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动C答案答案C100时,体积是1L时,Y的物质的量为1mol;体积为2L时,Y的物质的量为1.5mol;体积为4L时,Y的物质的量为2.12mol,说明增大压强,平衡向生成X的方向移动,Y的物质的量减小,Y的质量分数减小,m0,B、D项错误。一、化学平衡图像一、化学平衡图像1.浓度浓度-时间图像时间图像此类图像能说明平衡体系中各组分或某一组分在反应过程中的浓度变化情况,可判断出反应物和生成物,从而判断出可逆反应的化学方程式。如图所示,则该反应
8、的化学方程式为:A(g)+B(g)3C(g)。此类考点二与化学平衡有关的图像问题考点二与化学平衡有关的图像问题图像要注意各物质浓度变化曲线的折点所处时刻相同,各物质的浓度变化量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。2.含量含量-时间时间-温度温度(压强压强)图像图像常见图像形式有如下几种(其中C%指生成物的百分含量,B%指反应物的百分含量)。其他条件不变,使用催化剂或升高温度或增大压强,都能加快反应速率,缩短达到平衡所需的时间。该类图像越先出现折点,达到平衡所用的时间越短,说明反应速率越快,进一步可以确定温度的高低或压强的大小;根据平衡线的高低可判断出平衡移动的方向,确定可逆反应的特点。
9、3.恒温恒温(压压)线线该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的平衡转化率(),横坐标为温度(T)或压强(p),每一条曲线均为相同温度下不同压强时的平衡转化率(或平衡浓度)曲线,或相同压强下不同温度时的平衡转化率(或平衡浓度)曲线。常见类型如图:二、化学平衡图像题解题指导二、化学平衡图像题解题指导(1)看图像:一看轴,即纵、横坐标的意义;二看点,即起点、拐点、交点、终点;三看线,即线的走向和变化趋势;四看辅助线,即等温线、等压线、平衡线等;五看量的变化,如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。(2)依据图像信息,利用平衡移动原理,分析可逆反应的特征:吸热还是放热,气体体积增
10、大、减小还是不变,有无固体或纯液体参加或生成等。(3)先拐先平数值大:在化学平衡图像中,先出现拐点的先达到平衡,可能是温度高、压强大或使用了催化剂。(4)定一议二:图像中有三个变量时,先固定一个量,再讨论另外两个量的关系。典例典例2一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。设起始=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的焓变H0B.图中Z的大小为a3bC.图中X点对应的平衡混合物中=3D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小答案答案AA项,根据图像可知,温度
11、升高,(CH4)减小,说明平衡右移,则正反应是吸热反应,该反应的焓变H0,故正确;B项,温度一定时,Z增大,平衡右移,(CH4)减小,则a33,故错误;D项,加压后X点对应的平衡左移,(CH4)增大,故错误。2-1在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是()A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B.T2下,在0t1时间内,v(Y)=molL-1min-1C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小答案答案C依据题中图示,可看出T1T
12、2,由于T1时X的平衡浓度大,可推出该反应为放热反应。A项,M点与W点比较,X的转化量前者小于后者,故进行到M点放出的热量应小于进行到W点放出的热量,A项错误;B项,2v(Y)=v(X)=molL-1min-1,B项错误;C项,T1T2,温度越高,反应速率越大,M点的正反应速率W点的正反应速率,而W点的正反应速率=W点的逆反应速率N点的逆反应速率,C项正确;D项,恒容时充入X,压强增大,平衡正向移动,X的转化率增大,D项错误。2-2某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如图所示变化规律:根据以上规律判断,下列结论正确的是()A.反应:H0,p2p1B.反应:H0,T10,T2T1或H0,T2T1D.反应:HT1C答案答案CA项,反应中温度降低,A的平衡转化率升高,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是放热反应,Hp1。B项,T1时先达到平衡,说明T1T2,温度降低,n(C)增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是放热反应,H0,温度升高,平衡向正反应方向移动,C的百分含量增大,则T2T1;若H0,温度升高,平衡向逆反应方向移动,C的百分含量减小,则T2T1,则温度升高,A的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是吸热反应,H0。
