(好資料)考點29影響化學平衡的條件--【精品資料】高考化學知識點全程講解

考點29影響化學平衡的條件1復習重點1濃度,壓強和溫度等條件對化學平衡的影響.2平衡移動原理的應(yīng)用.2難點聚焦我們研究化學平衡的目的,不是要保持一個化學平衡不變.而是要研究如何利用外界條件的改變,去破壞化學平衡.使之向我們所希望的方向轉(zhuǎn)變,去建立新的化學平衡.化學平衡的移動: 可逆反應(yīng)中,舊化學平衡的破壞,新化學平衡的建立的過程就叫做化學平衡的移動.(一) 濃度對化學平衡的影響:做實驗:2-3實驗證明: 加入FeCl3或KSCN溶液后，試管中的紅色加深了。說明生成物的濃度增大了。說明化學平衡向正反應(yīng)的方向移動了。無數(shù)實驗證明： 增大任何一種反應(yīng)物的濃度，都可以使化學平衡向正反應(yīng)方向移動。增大任何一種生成物的濃度，都可以使化學平衡向逆反應(yīng)方向移動。減小任何一種反應(yīng)物的濃度，都可以使化學平衡向逆反應(yīng)方向移動。減小任何一種生成物的濃度，都可以使化學平衡向正反應(yīng)方向移動。(二) 壓強對化學平衡的影響:處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)混合物里，無論是反應(yīng)物，還是生成物，只要有氣態(tài)物質(zhì)存在，壓強的改變，就有可能使化學平衡移動。如：反應(yīng)中，1體積氮氣和3體積的氫氣反應(yīng)，生成了2體積的氨氣。反應(yīng)后，氣體總體積減少了！參見表23數(shù)據(jù)?？芍?，對這種氣體總體積減少的反應(yīng)，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動。即：增大壓強，平衡向體積縮小的方向移動；減小壓強，平衡向體積增大的方向移動。氣體總體積不變化，改變壓強，化學平衡不移動！如：反應(yīng)前后，氣體物質(zhì)總體積不變。改變壓強，平衡不移動！(三) 溫度對化學平衡的影響:在吸熱或放熱的可逆反應(yīng)中,反應(yīng)混合物達平衡后,改變溫度,也會使化學平衡移動.在可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)如果放熱,則,逆反應(yīng)必定吸熱!反之亦然.做實驗24由實驗可知: 升高溫度,(混合氣體顏色加深,)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動. 降低溫度,(混合氣體顏色變淺,)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動(四) 催化劑對化學平衡的影響:催化劑能同等程度的增加正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率,即,催化劑不能改變達到化學平衡狀態(tài)的反應(yīng)混合物的組成.即:催化劑不能使化學平衡移動!但催化劑可以改變達到化學平衡所需要的時間.(五) 平衡移動原理:即:勒夏特列原理: 如果改變影響平衡的一個條件,平衡就像削弱這種改變的方向移動.3例題精講化學平衡圖像題的解法探討例1.可逆反應(yīng)mA(固)+nB(氣) eC(氣)+fD(氣)反應(yīng)過程中，當其他條件不變時，C的體積分數(shù)j(C)在不同溫度(T)和不同壓強(P)的條件下隨時間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是 （ ）A達到平衡后，若使用催化劑，C的體積分數(shù)將增大B當平衡后，若溫度升高，化學平衡向逆反應(yīng)方向移動C化學方程式中，ne+fD達到平衡后，增加A的質(zhì)量有利于化學平衡向正反應(yīng)方向移動解析 從(1)圖中應(yīng)先判斷出T1與T2溫度的大小關(guān)系。在其他條件不變時，溫度升高，反應(yīng)速率變大，達到平衡時間越短。由此可知，T2T1。從圖(1)分析可知溫度較高時j(C)變小，說明升高溫度時，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以該正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。B選項是正確的。從(2)圖中，應(yīng)先判斷出P1與P2大小關(guān)系。在其他條件不變情況下，壓強越大，達到平衡的時間就越短，由此可知P2P1。從圖中可知，壓強增大時j(C)變小，說明增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)方向是氣體體積減小方向，即ne+f，C項錯誤。由于使用催化劑，并不影響化學平衡的移動，A項錯誤。在化學平衡中，增大或減小固體物質(zhì)的質(zhì)量不影響化學平衡的移動。因此D項錯誤。答案B點評 解答這類圖象題時，必須要抓住縱坐標(變量)即C的體積分數(shù)與外界條件變化的關(guān)系，分析得出相應(yīng)正確的結(jié)論。T2P2T1P2T1P1B%t0例2.已知某可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)在密閉容器中進行，右圖表示在不同反應(yīng)時間t時，溫度T和壓強P與反應(yīng)物B在混合氣體中的體積分數(shù)B%的關(guān)系曲線，由曲線分析，下列判斷正確的是 （ ） AT1T2 P1P2 mnP H0 CT1T2 P1P2 mnP H0 解析 本題考查根據(jù)溫度、壓強變化對化學平衡移動的影響來判斷化學方程式的特點。分析圖象，可以分兩個層次考慮:（如圖將三條曲線分別標為、）。從、曲線可知，當壓強相同（為P2）時，先達平衡，說明T1T2 ；又因為T2低，B%大，即降低溫度，平衡逆向移動，說明逆向放熱，正向吸熱。從、曲線可知，當溫度相同（為T1）時，先達平衡，說明P2P1 ；又因為P2大，B%大，即增大壓強，平衡逆向移動，說明逆方向為氣體體積減小的方向，mnP。 綜合以上分析結(jié)果：T1T2， P1P2，mnP，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。答案 D點評 識別此題的圖像，要從兩點入手，其一，斜線的斜率大小與反應(yīng)速率大小關(guān)聯(lián)，由此可判斷溫度、壓強的高低；其二，水平線的高低與B%大小相關(guān)聯(lián)，由此可分析出平衡向那個方向移動。例3 .在一定溫度下，容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如圖，下列表述中正確的是 （ ）A反應(yīng)的化學方程式為：2MN Bt2時，正逆反應(yīng)速率相等，達到平衡Ct3時，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率 Dt1時，N的濃度是M濃度的2倍解析本題以化學反應(yīng)速率與化學平衡為素材，考核觀察圖象及其信息加工的能力。從圖象可知，t1時，N的物質(zhì)的量是6mol，M的物質(zhì)的量是3mol，故N的濃度是M濃度的2倍是正確的；同時也可得出反應(yīng)的化學方程式為：2NM；t2時，正逆反應(yīng)速率雖然相等，但尚未達到平衡，因為此時M、N的物質(zhì)的量還在增大與減少，t3時M、N的物質(zhì)的量保持不變，說明已達平衡狀態(tài)，則正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。答案 D點評 主要考查化學反應(yīng)速率、化學平衡等知識，已經(jīng)抽象到?jīng)]有具體的元素符號，并且以看圖設(shè)置情境設(shè)問，因此對觀察能力作了重點考查，思維能力要求也較高。圖的橫坐標是時間，繪出了t1、t2、t33個時刻?？v坐標既不是速率，也不是濃度，而是物質(zhì)的量。仔細審視各時間段中物質(zhì)的量的變化。例4.反應(yīng) 2X（氣） Y（氣）2Z（氣）+熱量，在不同溫度（T1和T2）及壓強（p1和p2）下，產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量（n2）與反應(yīng)時間（t）的關(guān)系如右圖所示。下述判正確的是 （ ） A、T1T2，p1p2 B、T1T2，P1p2 C、T1T2，P1p2 D、T1T2，p1p2 解析 首先分析反應(yīng)：這是一個氣體的總物質(zhì)的量減小（體積減?。?、放熱的可逆反應(yīng)，低溫、高壓對反應(yīng)有利，達平衡時產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量n2大，平衡點高，即圖示曲線T2、p1。再對比圖示曲線T2、p2，溫度相同，壓強不同，平衡時n2不同（pl時的n2P2時的n2），由此分析p1p2，再從反應(yīng)速率驗證，T2、P1的曲線達平衡前斜率大（曲線陡）先到達平衡，也說明壓強是 p1p2（增大反應(yīng)壓強可以增大反應(yīng)速率）。然后比較曲線T2、p2與T1、p2，此時壓強相同，溫度不同，溫度低的達平衡時n2大，平衡點高（曲線T2、p2），由此判斷溫度T1T2；再由這兩條曲線達平衡前的斜率比較，也是T1、p2的斜率大于T2、p2，T1、p2先到達平衡，反應(yīng)速率大，也證明T1T2。由此分析得出正確的判斷是T1T2，p1p2，選項C的結(jié)論正確。答案 C方法點撥 化學平衡圖象問題的識別分析方法化學平衡圖象問題的識別無外乎是看坐標、找變量、想方程、識圖象四個方面，即準確認識橫、縱坐標的含義，根據(jù)圖象中的點（起點、終點、轉(zhuǎn)折點）、線（所在位置的上下、左右、升降、彎曲）特征，結(jié)合題目中給定的化學方程式和數(shù)據(jù)，應(yīng)用概念、規(guī)律進行推理判斷但識圖是關(guān)鍵，筆者認為應(yīng)以橫坐標的不同含義把圖象分為兩大類：時間（t）類，壓強（p）或溫度（T）類這兩類的特征分別如下（一）、時間（t）類1圖象中總有一個轉(zhuǎn)折點，這個點所對應(yīng)的時間為達到平衡所需時間，時間的長短可確定化學反應(yīng)速率的大小，結(jié)合濃度、溫度、壓強對化學反應(yīng)速率的影響規(guī)律，可確定濃度的大小，溫度的高低和壓強的大小2圖象中總有一段或幾段平行于橫軸的直線，直線上的點表示可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)3這幾段直線的相對位置可確定化學平衡移動的方向固定其它條件不變，若因溫度升降引起的平衡移動，就可確定可逆反應(yīng)中是Q0還是Q0；若因壓強增減引起的平衡移動，就可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反應(yīng)中，反應(yīng)物的系數(shù)和與生成物的系數(shù)和之間的相對大?。ǘ?、壓強（p）或溫度（T）類1圖象均為曲線2曲線上的點表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強或溫度下處于平衡狀態(tài)；而不在曲線上的點表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強或溫度下未達到平衡狀態(tài)，但能自發(fā)進行至平衡狀態(tài)3曲線的相對位置、變化趨勢決定了化學平衡移動的方向固定其它條件不變，若溫度變化引起的平衡移動，即可確定可逆反應(yīng)中是Q0還是Q0；若因壓強改變引起的平衡移動，即可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反應(yīng)中反應(yīng)物的系數(shù)和與生成物的系數(shù)和之間的相對大小等效平衡的探討1、定溫、定容條件下的等效平衡例5：在一個固定容積的密閉容器中加入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，達到平衡時，C的濃度為wmol/L。若維持容器的容積和溫度不變，按下列情況配比為開始濃度，達到平衡后C的濃度仍為wmol/L的是（）A、4molA+2molB B、2molA+1molB+3molC+1molD C、3molC+1molD+1molB D、3molC+1molD E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD解析這是一道關(guān)于等效平衡的題，常用極端假設(shè)法分析。將“3molC+1molD”轉(zhuǎn)化為“2molA+1molB”將.5molC+0.5molD”轉(zhuǎn)化為“1molA+0.5molB”。則B組起始狀態(tài)相當于4molA+2molB”，C組起始狀態(tài)相當于“2molA+2molB”，E組起始狀態(tài)相當于“2molA+1molB”。顯然，A、B、C組的起始量與“2molA+1molB”的起始量不同，均不能達到與其相同的平衡狀態(tài)，而D、E組的起始量與“2molA+1molB”的起始量相同，能達到與其相同的平衡狀態(tài)。故正確答案為D、E。答案：D E 例6在一定溫度下，把2mol SO2和1molO2通入一個一定容積的密閉容器里，發(fā)生反應(yīng)2SO2+O2 2SO3，當此反應(yīng)進行到一定程度時，就處于化學平衡狀態(tài)。若該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分數(shù)仍跟上述平衡時完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)若a=0，b=0，則c=_。(2)若a=0.5mol，則b=_，c=_。(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c)_。 解析 對于本題來說，要達到同一平衡狀態(tài)，其外界條件相同，就是同溫、同壓時有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量要符合如下關(guān)系：(1)若反應(yīng)從正反應(yīng)開始，必須是2molSO2，1molO2；(2)若反應(yīng)是從逆反應(yīng)開始，必須是2molSO3；(3)若反應(yīng)是從正、逆反應(yīng)兩個方向開始，則把SO3看作是由SO2和O2轉(zhuǎn)化而來的，把SO3的起始的量全部轉(zhuǎn)化為SO2和O2，然后這部分物質(zhì)的量再分別加上原有的SO2和O2的量，看看是否能達到2molSO2和1molO2；或使SO2、O2的起始的量全部轉(zhuǎn)化為SO3，然后這部分物質(zhì)的量再加上原有的SO3的量，看看是否能達到2molSO3。答案 (1) 2mol。(2) 0.25mol，1.5mol。(3) a+c=2，2b+c=2。 2、定溫、定壓條件下的等效平衡例7在恒溫恒壓條件下，向可變的密閉容器中充入3LA和2LB發(fā)生如下反應(yīng)3A（g）+2B（g）xC（g）+yD（g）,達到平衡時C的體積分數(shù)為m%。若維持溫度不變，將0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作為起始物質(zhì)充入密閉容器中，達到平衡時C的體積分數(shù)仍為m%。則x、y的值分別為（）A、x=3、y=1B、x=4、y=1 C、x=5、y=1D、x=2、y=3 E、x=10、y=2 解析：該反應(yīng)起始反應(yīng)物的量比0.6:0.4=3:2符合化學方程式中反應(yīng)物的系數(shù)比,若4LC、0.8LD恰好完全轉(zhuǎn)化成A、B時，必須x:y=5:1，但此時x+y2+3，故在恒溫恒壓條件下,符合x:y=5:1的所有x、y的值不符合題意。若4LC、0.8LD不能恰好完全轉(zhuǎn)化成A、B時，則不能達到與開始時等效的平衡狀態(tài)。當x=5、y=1時，用極端假設(shè)法“4LC、0.8LD”可轉(zhuǎn)化為“2.4LA、1.6LB”，反應(yīng)物的起始量相當于“3LA、2LB”,與原起始量相同，能達到與開始時相同的平衡狀態(tài)，故正確答案為C。3、定溫、不定壓、不定容條件下的等效平衡 例8在一定溫度下,將2molHI氣體充入一容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)HI(g) H2(g)+I2(g),反應(yīng)達平衡后,H2的體積分數(shù)為m%。若其他條件不變,容器的容積變?yōu)樵瓉淼囊话?平衡時H2的體積分數(shù)為。解析：容器的容積變?yōu)樵瓉淼囊话?體系的壓強變?yōu)樵瓉淼?倍，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，所以平衡不移動，H2的體積分數(shù)仍為m%，各物質(zhì)的濃度均為原來的2倍，反應(yīng)速率加快。答案：H2的體積分數(shù)為m% 方法提示1.等效平衡的含義：在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達到平衡后，任何相同組分的分數(shù)（體積、物質(zhì)的量）均相等，這樣的化學平衡互稱為等效平衡。在等效平衡中，還有一類特殊的平衡，不僅任何相同組分x的分數(shù)（體積、物質(zhì)的量）均相同，而且相同組分的物質(zhì)的量均相同，這類等效平衡又互稱為同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。如：N2+3H22NH3在下列四個容器A、B、C、D中均處于平衡狀態(tài)，各組分物質(zhì)的量分別為如下所示。Ba mol N2，b mol H2，c mol NH3C1 mol N2，3 mol H2，0 mol NH3D0 mol N2，0 mol H2，2 mol NH3若A、B兩容器T、p相同，則A、B兩平衡互為等效平衡。若C、D兩容器T、V相同，則C、D兩平衡互為同一平衡。2.建立等效平衡的條件（1）恒溫恒壓下或恒溫恒容下，對于同一可逆反應(yīng)，若兩初始狀態(tài)有相同的物料關(guān)系，則達到平衡后兩平衡等效且實為同一平衡。此處的相同是指廣義的相同，即只要通過可逆反應(yīng)的化學計量數(shù)關(guān)系換算成平衡式左右兩邊中某一邊的物質(zhì)的量，若兩者相同則為有相同的物料關(guān)系。如：N23H22NH3則為具有相同的物料關(guān)系。（2）在恒溫恒壓下，對于同一可逆反應(yīng)，若兩初始狀態(tài)具有相當?shù)奈锪详P(guān)系，則達到平衡后，兩平衡互為等效平衡。此處的相當是指按化學計量數(shù)換算成左右兩邊中同一邊物質(zhì)的量之比相同。例如：N2O（g）2O2（g）N2O5（g）中n（N2O）n（O2）=23中n（N2O）n（O2）=34.523n（N2O）（O2）=（2.5+1.5）（3+3）=23則的量相當。由此可知：化學平衡的建立，僅僅與反應(yīng)條件有關(guān)，而與化學平衡的建立的過程無關(guān)，這就是說，對同一個可逆反應(yīng)，在同樣的條件下，無論反應(yīng)是從正反應(yīng)開始，或是從逆反應(yīng)開始，或是從兩個方向同時開始(即既有反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物，同時也有生成物轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物)，最終都能達到完全相同的平衡狀態(tài)，也就是平衡體系中各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)(氣體的體積分數(shù))各保持一定而不變。 對于一般可逆反應(yīng)，在定溫、定容條件下，只改變起始加入情況，只要按化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等同（也等效）。對于反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，在定溫、定容或定溫、定壓條件下，只改變起始時加入情況，只要按化學方程式中各物質(zhì)計量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則二平衡等效（不一定等同）。例5 在一個盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定的溫度和壓強，進行以下反應(yīng)： N23H22NH3 已知加入1 mol N2、4 mol H2時，達到平衡后生成a mol NH3（見表中已知項），在相同溫度和壓強下保持平衡后各組分體積分數(shù)不變，對下列編號的狀態(tài)，填寫表中空白。解析：由題意知與的平衡狀態(tài)互為等效平衡，中平衡時NH3的物質(zhì)的量為的一半，設(shè)達到平衡的過程如下圖。設(shè)想我們可以用隔板將中平衡狀態(tài)均分為A、B兩部分，那么A（B）與整體當然處于等效平衡且A（B）中NH3的量為0.5a mol，所以我們可認為A（B）部分為的平衡態(tài)，那么達到B平衡態(tài)的初始狀態(tài)當然也為達到平衡態(tài)的初始狀態(tài)的一半，即可用下圖表示：即達到的平衡的初始的物質(zhì)的量為：n（N2）=0.5mol、n（H2）=2mol、n（NH3）=0 mol而經(jīng)過等量互換，當n（NH3）1mol時，n（N2）=0mol n（H2）=1.5mol同理知為這個整體的23，故達到平衡時n（NH3）=同理，設(shè)始態(tài)NH3為x，平衡時NH3為y，則得x=2（g-4m） y=（g-3m）a點撥 這類等效平衡可形象地理解為整體與局部的關(guān)系。即在恒溫恒壓下，當兩初始狀態(tài)符合局部與整體的關(guān)系時，那么相對應(yīng)的平衡態(tài)也就符合局部與整體的關(guān)系。反之亦然。4實戰(zhàn)演練（一）選擇題1.對于反應(yīng)A(s)+2B(g)3C(g)；H0，C%跟外界條件X、Y的關(guān)系如圖所示，下列結(jié)論正確的是 （ ） AY表示溫度，X表示壓強，且Y3Y2Y1BY表示壓強，X表示溫度，且Y3Y2Y1CX表示壓強，Y表示溫度，且Y1Y2Y3DX表示溫度，Y表示壓強，且Y1Y2Y32. 在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng)： A(g)+3B(g) 2C(g)； Hb； （4）anBmnCm=nD無法比較3.在一密閉的容器中充入2mol A和1mol B發(fā)生反應(yīng)： 2A(g)B(g)xC(g)，達到平衡后，C的體積分數(shù)為w；若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，達到平衡后，C的體積分數(shù)仍為w，則x的值為 （ ）A只能為2B只能為3C可能為2，也可能為3D無法確定4.體積相同的甲、乙兩個容器中，分別充有等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2O22SO3并達到平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強不變，若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為 （ ）A等于p%B大于p%C小于p%D無法判斷5.在相同溫度下，有相同體積的甲、乙兩容器，甲容器中充入1g N2和1g H2，乙容器中充入2g N2和2g H2。下列敘述中，錯誤的是 （ ）A化學反應(yīng)速率：乙甲B平衡后N2的濃度：乙甲CH2的轉(zhuǎn)化率：乙甲D平衡混合氣中H2的體積分數(shù)：乙甲（二）填空題1.在一定溫度、壓強下，在容積可變的密閉容器內(nèi)充有1molA和1molB，此時容積為VL，保持恒溫恒壓，使反應(yīng)：A(g)+B(g) C(g)達到平衡時，C的體積分數(shù)為40%，試回答下列問題：2molA和2molB，則反應(yīng)達到平衡時容器的容積為 ，C的體積分數(shù)為 。欲使溫度和壓強在上述條件下恒定不變，在密閉容器內(nèi)充入恒容容器中，對于可逆反應(yīng)2.2SO2（氣）O2（氣） 2SO3（氣），SO2和O2起始時的物質(zhì)的量分別為20mol和10mol，達到平衡時，SO2的轉(zhuǎn)化率為80。若從SO3