化学平衡移动以及图像

化学平衡移动当改变已经达到化学平衡的可逆反应的条件时,平衡状态被破坏,随反应的进行重新达到新平衡的过程.1.化学平衡移动的概念勒夏特列原理：——化学平衡移动原理若改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。注意:①影响平衡的因素：浓度、压强、温度三种；②原理适用范围：只适用于一项条件发生变化③平衡移动：平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程。化学平衡状态υ正=υ逆υ正≠υ逆向右移动不移动向左移动外界条件改变（1）从正、逆反应速度是否相等判断：υ正=υ逆υ正＞υ逆υ正＜υ逆3．平衡移动方向的判断：【例】现有反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g);△H0。在850℃时，K＝1。若升高温度到950℃时，达到平衡时K1(填“大于”“小于”或“等于”)。小于影响化学平衡的条件-------浓度、压强、温度、催化剂等。(1)浓度的影响t2V”正=V”逆V’逆V,正t3V正=V逆V正V逆t1t（s）V（molL-1S-1）0平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱ增大反应物浓度速率-时间关系图：原因分析增加反应物的浓度,V正V逆平衡向正反应方向移动；结论：在其他条件不变，增大反应物浓度，平衡朝正反应方向移动；减小反应物浓度，平衡朝逆反应方向移动。减小生成物浓度，平衡朝正反应方向移动；增大生成物浓度，平衡朝逆反应方向移动。⑴影响化学平衡移动的是浓度，而不是质量、物质的量或体积；⑵对于溶液中进行的离子反应，改变不参加反应的离子浓度，化学平衡一般不移动；⑶浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动例:对气体分子数不变的反应,同等程度地增大或减小各物质的浓度,化学平衡________。例：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，改变下列条件平衡如何移动：（1）加入FeCl3粉末（2）加入NaOH固体（3）加入KCl固体向右移动向左移动不移动不移动注意：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移动。速率-时间关系图：增大反应物浓度减少生成物浓度增大生成物浓度减少反应物浓度（2）压强的影响其他条件不变，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。⑴只有压强的变化引起反应物质的浓度变化时，化学平衡才有可能移动；⑵平衡移动过程中速率的变化情况（结合平衡移动方向分析）a+bca+bc压强对化学平衡的影响aA(g)+bB(g)cC(g)画出增大和减小压强时的速率-时间关系图a+b=cV’正=V’逆V’正=V’逆压强对化学平衡的影响aA(g)+bB(g)cC(g)画出增大和减小压强时的速率-时间关系图①对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响；②平衡混合物都是固体或液体的，改变压强不能使平衡移动；③压强的变化必须引起参与反应物质的浓度改变才能使平衡移动。压强对化学平衡的影响的注意事项(3)温度的影响注：升高温度同时加快正逆反应速率，但吸热反应的速率增加的更多，故升温使可逆反应向吸热反应方向移动。即温度对吸热反应的速率影响更大。2NO2(g)N2O4(g)△H0升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。正反应吸热升温降温正反应放热升温降温温度对化学平衡的影响：速率-时间关系图催化剂同等程度改变化学反应速率，V’正=V’逆，只改变反应到达平衡所需要的时间，而不影响化学平衡的移动。例：对如下平衡A(气)＋B(气)2C(气)＋D(固)V正V逆0t1t2t3对化学平衡的影响V正′=V逆′(4)催化剂的影响外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)△H条件变化反应特征反应速率υ正与υ逆的关系移动方向υ正υ逆增大c(A)可逆反应增大c(C)减小c(A)可逆反应减小c(C)增大压强m+n＞p+qm+n=p+qm+n＜p+q加快加快加快加快正向加快加快加快加快加快加快减慢减慢减慢减慢逆向逆向不移动正向正向逆向υ正＞υ逆υ正＜υ逆υ正＜υ逆υ正＞υ逆υ正＞υ逆υ正=υ逆υ正＜υ逆条件变化反应特征化学反应速率υ正与υ逆的关系移动方向υ正υ逆减小压强m+n＞p+qm+n=p+qm+n＜p+q升高温度△H＜0△H＞0降低温度△H＜0△H＞0减慢减慢减慢减慢逆向加快加快减慢减慢减慢减慢减慢加快减慢加快不移动正向正向正向逆向逆向υ正＜υ逆υ正=υ逆υ正＞υ逆υ正＜υ逆υ正＞υ逆υ正＞υ逆υ正＜υ逆外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)△H化学平衡图象题图象题的类型（1）1．物质的量(或浓度)-时间图象例1.某温度下，在体积为5Ｌ的容器中，Ａ,Ｂ,Ｃ三种物质物质的量随着时间变化的关系如图1所示，则该反应的化学方程式为____________________________，2s内用Ａ的浓度变化和用Ｂ的浓度变化表示的平均反应速率分别为______________、______________。图1A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的关系图2Ａ3Ｂ＋Ｃ0.08mol/(Ｌ·s)0.12mol/(Ｌ·s)图象题的类型（2）2.速率—时间图象例2.把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化情况如图2所示，其中t1～t2速率变化的主要原因是反应是放热反应；t1～t2速率变化的主要原因是:温度升高使化学反应速率提高；盐酸物质的量浓度变小使化学反应速率降低。图2氢气发生速率变化曲线例3.某温度下，在密闭容器里SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件，对反应2SO2+O22SO3（正反应放热）的正、逆反应速率的影响如图3所示。①加催化剂对速率影响的图象是()②升温对速率影响的图象是()③增大反应容器体积对速率影响的图象是()④增大O2的浓度对速率影响的图象是（）DCAB图象题的类型（3）3.速率—压强(或温度)图象例4.符合图象4的反应为()。Ａ、N2O3(g)NO2(g)＋NO(g)Ｂ、3NO2(g)＋H2O(l)2HNO3(l)＋NO(g)Ｃ、4NO2(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)Ｄ、CO2(g)＋C(s)2CO(g)图4曲线图Bv正v逆图象题的类型（4）4．转化率(或质量分数等)-压强、温度图象例5.有一化学平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，如图5所示是A的转化率同压强、温度的关系，分析图5可以得出的正确结论是（）。Ａ.正反应吸热，ｍ+ｎ＞ｐ+qＢ.正反应吸热，ｍ+ｎ＜ｐ+ｑＣ.正反应放热，ｍ+ｎ＞ｐ+ｑＤ.正反应放热，ｍ+ｎ＜ｐ+ｑ图5曲线图A[分析]解决这类图象题目，采用“定一论二”，即把自变量（温度、压强）之一定为恒量，讨论另外两个变量的关系。图象题的类型（5）5．质量分数—时间图象例6.对于可逆反应mA(g)+nB(s)pC(g)+qD(g)反应过程中，其他条件不变时，产物Ｄ的质量分数Ｄ％与温度Ｔ或压强p的关系如图9所示，请判断下列说法正确的是()Ａ．降温，化学平衡向正反应方向移动Ｂ．使用催化剂可使D%有所增加Ｃ．化学方程式中气体的化学计量数m＜p＋qＤ．B的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动A,C练习1、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图：例1：对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)T1T2;tA的转化率T1T20P1P2;tB的转化率P1P20正反应热m+np+q吸某物质的转化率(或百分含量)-温度－压强图：例3：对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)•正反应热•正反应热TA的转化率1.01*107Pa1.01*106Pa1.01*105Pa0PC的浓度500℃200℃0m+np+qm+np+q放吸等效平衡问题解题思路及应用在一定条件下，可逆反应只要起始浓度相当，则达到平衡后，任何相同组分的体积分数(或物质的量分数)均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。定温、定容或定温、定压1．等效平衡的含义转化成同一边的物质，相等或成比例I类：对于一般的可逆反应，通过化学计量数比换算成同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效（等同）。2．等效平衡的分类Ⅱ类：m+m=p+q，通过化学计量数比换算成同一边物质的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效。Ⅲ类：换算成平衡式同一边物质的物质的量与原平衡比例相同，则达平衡后与原平衡等效。(2)定T、定p下(1)定温(T)、定容(V)mA（气）+nB（气）pC（气）+qD(气）例1：例2：例3：例4：例5：例1.在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应，达到平衡时，C的浓度为cmol/L，若维持容器的容积和温度不变，按下列4种配比作为起始物质，达到平衡时，C的浓度仍为cmol/L的是（）。A、4molA+2molBB、2molA+1molB+3molC+1molDC、3molC+1molD+1molBD、3molC+1molDE、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDDE例2：在恒容的密闭容器中充入2molA和1molB的气体后发生反应2A（g）+B（g）≒xC（g）,达到平衡后，C的体积分数为m%。若维持容器容积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质的量，达到平衡后，C的体积分数仍为m%。则x的值可能为（）A、1B、2C、3D、4解析:若反应前后气体体积不变,则x=3,要保持C的体积分数不变,只需要起始状态的物质的量之比不变,反应物的系数比为n(A):n(B)=2:1,而0.6:0.3=2:1,C完全转化成A和B生成的量之比总等于2:1,所以x=3成立.此种情况是等效平衡而不等同.若反应前后气体体积不相等,要保持C的体积分数不变,两种情况的起始量必须相等,1.4molC必须转化为1.4molA和0.7molB,所以x=2成立.此种情况是等同平衡,也一定等效.本题正确答案为B,C.B,C例3：在等温、等容条件下有下列反应：2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡：Ⅰ、A和B的起始浓度均为2mol/L；Ⅱ、C和D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。下列叙述正确的是（）A、Ⅰ和Ⅱ两途径达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同B、Ⅰ和Ⅱ两途径达到平衡时，体系内混合气体的体积分数不同C、达平衡时，Ⅰ途径的反应速率等于Ⅱ途径的反应速率D、达平衡时，Ⅰ途径混合气体密度为Ⅱ途径混合气体密度的1/2解析:该可逆反应反应前后气体分子数不变,Ⅰ和Ⅱ两途径的起始加入量的比均等于反应方程式中相应物质的化学计量数比,因此Ⅰ和Ⅱ两途径在相同条件下达到的平衡是等效平衡.也可用极端假设法2mol/LC+6mol/LD可转化为4mol/LA+4mol/LB,Ⅱ途径的平衡可认为是两个Ⅰ途径的反应达平衡后合并,体积再压缩一半而得到.因为反应前后气体体积不变,则平衡状态不发生移动,任何相同组分的体积分数不变,但各组分的浓度是Ⅰ途径平衡时的2倍,反应速率增大.故正确答案为A,D.A,D.例4：在一定温度、压强下，在容积可变的密闭容器内充有1molA和1molB，此时容积为VL，保持恒温恒压，使反应：A(g)+B(g)≒C(g)达到平衡时，C的体积分数为40%，试回答下列问题：欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器内充入2molA和2molB，则反应达到平衡时容器的容积为，C的体积分数为。例5：在恒温恒压条件下，向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A（g）+2B（g）≒xC（g）+yD（g）,达到平衡时C的体积分数为m%。若维持温度不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为m%。则x、y的值可能为（）A、x=3、y=1B、x=4、y=1C、x=5、y=1D、x=2、y=3C三、等效平衡的解题思路1、步骤2、起始浓度相当的判断（1）同T同V下A、对于反应前后气体体积发生变化的反应来说：B、对于反应前后