化學(xué)平衡移動以及圖像

今朝鼓干勁六月荷香飄2021/6/271化學(xué)平衡移動

當(dāng)改變已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的可逆反應(yīng)的條件時,平衡狀態(tài)被破壞,隨反應(yīng)的進(jìn)行重新達(dá)到新平衡的過程.

1.化學(xué)平衡移動的概念2021/6/272勒夏特列原理：——化學(xué)平衡移動原理

若改變影響平衡的一個條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。2021/6/273注意:①影響平衡的因素：濃度、壓強(qiáng)、溫度三種；②原理適用范圍：只適用于一項條件發(fā)生變化③平衡移動：平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新的平衡狀態(tài)”的過程。2021/6/274化學(xué)平衡狀態(tài)υ正=υ逆υ正≠υ逆向右移動不移動向左移動外界條件改變（1）從正、逆反應(yīng)速度是否相等判斷：υ正=υ逆υ正＞υ逆υ正＜υ逆3．平衡移動方向的判斷：2021/6/275【例】現(xiàn)有反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g);△H<0。在850℃時，K＝1。若升高溫度到950℃時，達(dá)到平衡時K

1(填“大于”“小于”或“等于”)。小于

2021/6/276影響化學(xué)平衡的條件-------濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等。(1)濃度的影響2021/6/277t2V”正=V”逆V’逆V,正t3V正=V逆V正V逆t1t（s）

V（molL-1S-1）0平衡狀態(tài)Ⅰ平衡狀態(tài)Ⅱ增大反應(yīng)物濃度速率-時間關(guān)系圖：原因分析增加反應(yīng)物的濃度,V正>V逆平衡向正反應(yīng)方向移動；2021/6/278結(jié)論：在其他條件不變，增大反應(yīng)物濃度，平衡朝正反應(yīng)方向移動；減小反應(yīng)物濃度，平衡朝逆反應(yīng)方向移動。減小生成物濃度，平衡朝正反應(yīng)方向移動；增大生成物濃度，平衡朝逆反應(yīng)方向移動。注意:⑴影響化學(xué)平衡移動的是濃度，而不是質(zhì)量、物質(zhì)的量或體積；⑵對于溶液中進(jìn)行的離子反應(yīng)，改變不參加反應(yīng)的離子濃度，化學(xué)平衡一般不移動；⑶濃度的改變不一定會引起化學(xué)平衡的移動2021/6/279例:對氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),同等程度地增大或減小各物質(zhì)的濃度,化學(xué)平衡________。例：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，改變下列條件平衡如何移動：（1）加入FeCl3粉末（2）加入NaOH固體（3）加入KCl固體向右移動向左移動不移動不移動注意：增加固體或純液體的量不能改變其濃度，也不能改變速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移動。2021/6/2710速率-時間關(guān)系圖：增大反應(yīng)物濃度減少生成物濃度增大生成物濃度減少反應(yīng)物濃度2021/6/2711（2）壓強(qiáng)的影響其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動。⑴只有壓強(qiáng)的變化引起反應(yīng)物質(zhì)的濃度變化時，化學(xué)平衡才有可能移動；⑵平衡移動過程中速率的變化情況（結(jié)合平衡移動方向分析）2021/6/2712a+b>ca+b<c壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響aA(g)+bB(g)cC(g)畫出增大和減小壓強(qiáng)時的速率-時間關(guān)系圖2021/6/2713a+b=cV’正

=V’逆V’正

=V’逆壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響aA(g)+bB(g)cC(g)畫出增大和減小壓強(qiáng)時的速率-時間關(guān)系圖2021/6/2714①對于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對平衡無影響；②平衡混合物都是固體或液體的，改變壓強(qiáng)不能使平衡移動；③壓強(qiáng)的變化必須引起參與反應(yīng)物質(zhì)的濃度改變才能使平衡移動。壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響的注意事項2021/6/2715(3)溫度的影響注：升高溫度同時加快正逆反應(yīng)速率，但吸熱反應(yīng)的速率增加的更多，故升溫使可逆反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動。即溫度對吸熱反應(yīng)的速率影響更大。2NO2

(g)N2O4(g)△H<0升高溫度，平衡向吸熱方向移動；降低溫度，平衡向放熱方向移動。2021/6/2716正反應(yīng)吸熱升溫降溫正反應(yīng)放熱升溫降溫溫度對化學(xué)平衡的影響：速率-時間關(guān)系圖2021/6/2717催化劑同等程度改變化學(xué)反應(yīng)速率，V’正=V’逆，只改變反應(yīng)到達(dá)平衡所需要的時間，而不影響化學(xué)平衡的移動。例：對如下平衡

A(氣)＋B(氣)2C(氣)＋D(固)V正V逆0t1t2t3對化學(xué)平衡的影響V正′=V逆′(4)催化劑的影響2021/6/2718外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)△H2021/6/2719加快加快加快加快正向加快加快加快加快加快加快減慢減慢減慢減慢逆向逆向不移動正向正向逆向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2021/6/2720減慢減慢減慢減慢逆向加快加快減慢減慢減慢減慢減慢加快減慢加快不移動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逆外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)△H2021/6/2721化學(xué)平衡圖象題2021/6/2722圖象題的類型（1）1．物質(zhì)的量(或濃度)-時間圖象

例1.某溫度下，在體積為5Ｌ的容器中，Ａ,Ｂ,Ｃ三種物質(zhì)物質(zhì)的量隨著時間變化的關(guān)系如圖1所示，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________，2s內(nèi)用Ａ的濃度變化和用Ｂ的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率分別為______________、______________。

圖1

A、B、C三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系圖2Ａ3Ｂ＋Ｃ0.08mol/(Ｌ·s)0.12mol/(Ｌ·s)2021/6/2723圖象題的類型（2）

2.速率—時間圖象例2.把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn)氫氣發(fā)生的速率變化情況如圖2所示，其中t1～t2速率變化的主要原因是反應(yīng)是放熱反應(yīng)；t1～t2速率變化的主要原因是:溫度升高使化學(xué)反應(yīng)速率提高；鹽酸物質(zhì)的量濃度變小使化學(xué)反應(yīng)速率降低。圖2

氫氣發(fā)生速率變化曲線2021/6/2724例3.某溫度下，在密閉容器里SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學(xué)平衡后，改變條件，對反應(yīng)2SO2+O22SO3

（正反應(yīng)放熱）的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖3所示。①加催化劑對速率影響的圖象是()②升溫對速率影響的圖象是()③增大反應(yīng)容器體積對速率影響的圖象是()④增大O2的濃度對速率影響的圖象是（）DCAB2021/6/2725圖象題的類型（3）

3.速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖象例4.符合圖象4的反應(yīng)為()。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)圖4

曲線圖Bv正v逆2021/6/2726圖象題的類型（4）

4．轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)-壓強(qiáng)、溫度圖象例5.有一化學(xué)平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，如圖5所示是A的轉(zhuǎn)化率同壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系，分析圖5可以得出的正確結(jié)論是（）。Ａ.正反應(yīng)吸熱，ｍ+ｎ＞ｐ+q

Ｂ.正反應(yīng)吸熱，ｍ+ｎ＜ｐ+ｑＣ.正反應(yīng)放熱，ｍ+ｎ＞ｐ+ｑ

Ｄ.正反應(yīng)放熱，ｍ+ｎ＜ｐ+ｑ圖5

曲線圖A[分析]解決這類圖象題目，采用“定一論二”，即把自變量（溫度、壓強(qiáng)）之一定為恒量，討論另外兩個變量的關(guān)系。

2021/6/2727圖象題的類型（5）

5．質(zhì)量分?jǐn)?shù)—時間圖象例6.對于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(s)pC(g)+qD(g)反應(yīng)過程中，其他條件不變時，產(chǎn)物Ｄ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Ｄ％與溫度Ｔ或壓強(qiáng)p的關(guān)系如圖9所示，請判斷下列說法正確的是()

Ａ．降溫，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動Ｂ．使用催化劑可使D%有所增加Ｃ．化學(xué)方程式中氣體的化學(xué)計量數(shù)m＜p＋qＤ．B的顆粒越小，正反應(yīng)速率越快，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動A,C2021/6/2728練習(xí)1、某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時間-溫度(或壓強(qiáng))圖：例1：對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)T1T2;tA的轉(zhuǎn)化率T1T20P1P2;tB的轉(zhuǎn)化率P1P20正反應(yīng)熱m+np+q>吸<<2021/6/2729

某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-溫度－壓強(qiáng)圖：例3：對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)?正反應(yīng)熱?正反應(yīng)熱TA的轉(zhuǎn)化率1.01*107Pa1.01*106Pa1.01*105Pa0PC的濃度500℃200℃0m+np+qm+np+q放>>吸2021/6/2730等效平衡問題

解題思路及應(yīng)用2021/6/2731

在一定條件下，可逆反應(yīng)只要起始濃度相當(dāng)，則達(dá)到平衡后，任何相同組分的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱等效平衡。

定溫、定容或定溫、定壓1．等效平衡的含義轉(zhuǎn)化成同一邊的物質(zhì)，相等或成比例2021/6/2732I類：對于一般的可逆反應(yīng)，通過化學(xué)計量數(shù)比換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等效（等同）。2．等效平衡的分類Ⅱ類：m+m=p+q，通過化學(xué)計量數(shù)比換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同，則二平衡等效。

Ⅲ類：換算成平衡式同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡比例相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效。

(2)定T、定p下(1)定溫(T)、定容(V)mA（氣）+nB（氣）pC（氣）+qD(氣）例1：例2：例3：例4：例5：2021/6/2733例1.在一個固定容積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時，C的濃度為cmol/L，若維持容器的容積和溫度不變，按下列4種配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡時，C的濃度仍為cmol/L的是（）。A、4molA+2molB

B、2molA+1molB+3molC+1molD

C、3molC+1molD+1molB

D、3molC+1molD

E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDDE

2021/6/2734例2：在恒容的密閉容器中充入2molA和1molB的氣體后發(fā)生反應(yīng)2A（g）+B（g）≒xC（g）,達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持容器容積和溫度不變，按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì)的量，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%。則x的值可能為（）

A、1

B、2

C、3

D、4解析:若反應(yīng)前后氣體體積不變,則x=3,要保持C的體積分?jǐn)?shù)不變,只需要起始狀態(tài)的物質(zhì)的量之比不變,反應(yīng)物的系數(shù)比為n(A):n(B)=2:1,而0.6:0.3=2:1,C完全轉(zhuǎn)化成A和B生成的量之比總等于2:1,所以x=3成立.此種情況是等效平衡而不等同.若反應(yīng)前后氣體體積不相等,要保持C的體積分?jǐn)?shù)不變,兩種情況的起始量必須相等,1.4molC必須轉(zhuǎn)化為1.4molA和0.7molB,所以x=2成立.此種情況是等同平衡,也一定等效.本題正確答案為B,C.B,C2021/6/2735例3：在等溫、等容條件下有下列反應(yīng)：2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g)?，F(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡：Ⅰ、A和B的起始濃度均為2mol/L；Ⅱ、C和D的起始濃度分別為2mol/L和6mol/L。下列敘述正確的是（）

A、Ⅰ和Ⅱ兩途徑達(dá)到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的體積分?jǐn)?shù)相同B、Ⅰ和Ⅱ兩途徑達(dá)到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的體積分?jǐn)?shù)不同

C、達(dá)平衡時，Ⅰ途徑的反應(yīng)速率等于Ⅱ途徑的反應(yīng)速率

D、達(dá)平衡時，Ⅰ途徑混合氣體密度為Ⅱ途徑混合氣體密度的1/2

解析:該可逆反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,Ⅰ和Ⅱ兩途徑的起始加入量的比均等于反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)比,因此Ⅰ和Ⅱ兩途徑在相同條件下達(dá)到的平衡是等效平衡.也可用極端假設(shè)法"2mol/LC+6mol/LD"可轉(zhuǎn)化為"4mol/LA+4mol/LB",Ⅱ途徑的平衡可認(rèn)為是兩個Ⅰ途徑的反應(yīng)達(dá)平衡后合并,體積再壓縮一半而得到.因為反應(yīng)前后氣體體積不變,則平衡狀態(tài)不發(fā)生移動,任何相同組分的體積分?jǐn)?shù)不變,但各組分的濃度是Ⅰ途徑平衡時的2倍,反應(yīng)速率增大.故正確答案為A,D.A,D.2021/6/2736例4：在一定溫度、壓強(qiáng)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(dá)到平衡時，C的體積分?jǐn)?shù)為40%，試回答下列問題：

欲使溫度和壓強(qiáng)在上述條件下恒定不變，在密閉容器內(nèi)充入2molA和2molB，則反應(yīng)達(dá)到平衡時容器的容積為

，C的體積分?jǐn)?shù)為

。

2021/6/2737例5：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(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?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(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%。則x、y的值可能為（）

A、x=3、y=1

B、x=4、y=1

C、x=5、y=1

D、x=2、y=3

C2021/6/2738三、等效平衡的解題思路1、步驟2、起始濃度相當(dāng)?shù)呐袛啵?）同T同V下A、對于反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的反應(yīng)來說：B、對于反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng)來說：（2）同T同P（即體積可變化）下等效轉(zhuǎn)化后，投料成比例。等效轉(zhuǎn)化后，投料成比例。等效轉(zhuǎn)化后，投料相同。（1）進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化；（2）判斷起始濃度是否相當(dāng)2021/6/2739小結(jié)：有效平衡也可分為兩種情況：1、對于任何可逆反應(yīng)，不管兩邊氣體系數(shù)和是否相等，換算后，物質(zhì)的量與原投料相同，則二平衡等同（也等效）。2、對于反應(yīng)前后氣體體積不