在上述含量—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较大。
温馨提示:
在此类图像中,转化率或百分含量改变是平衡移动的标志。
若含量或转化率未变,则平衡未移动。
对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s)
由(7)可知,加压,C%减少,m+n
0。
由(8)可知,升温,C%减少,ΔH<0;由(A)线可知,加压,C%增加,m+n>p。
由(9)可知:
m+n=p,ΔH>0。
温馨提示:
解决平衡图像问题的基本思路:
“先拐先平,数值大”和“定一议二”。
例2(2015·试题调研)合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0;图1表示在2L的密闭容器中N2的物质的量随时间的变化曲线。
图2表示在其他条件不变的情况下,改变H2的物质的量对此化学平衡的影响。
下列说法正确的是( )
A.图1中,0~10min内,v(N2)是不断增大的
B.图1中,从11min起保持其他条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为d
C.图2中a、b、c三点所处的平衡状态中,N2转化率最高的是b点
D.图2中T1和T2表示温度,对应温度下的化学平衡常数为K1、K2,则T1>T2,K1>K2
【变式练习】2.已知反应X(g)+Y(g)nZ(g) ΔH<0,将X和Y以一定比例混合通入2L密闭容器中进行反应,各物质的物质的量随时间的改变如图所示。
下列说法正确的是( )
hide隐藏hidhidden/hid
A.反应方程式中n=2
lead引导ledledB.该反应的ΔS>0
C.10min时,曲线发生变化的原因是增大压强
spend花费spentspentD.0~5min内,平均反应速率v(X)=0.04mol·L-1·min-1
say说saidsaid专题3根据化学平衡移动方向进行有关判断
勒夏特列原理指出,改变影响平衡的一个条件,平衡就向减弱这种改变的方向移动。
反之如果知道了化学平衡移动的方向,也可以推测使化学平衡移动的条件。
1.根据化学平衡移动方向,判断物质的聚集状态
如可逆反应:
2A(g)+nB2C(g)达到化学平衡后,若只增大压强,平衡又向正反应方向移动,由此可判断B为气体;若增大压强,平衡并不移动,由此可判断B为固体或液体。
2.根据化学平衡移动方向,判断化学方程式中气体反应物和气体生成物化学计量数的相对大小
如可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在反应过程中A的百分含量[w(A)]随压强(p)变化的曲线如图所示:
由图示可知:
a+b>c+d。
fall掉落fellfallen又如可逆反应:
A(g)+nB(g)3C(g),在恒温下,反应物B的转化率与压强的关系如图所示:
flee逃跑fledfled由图示可知:
增大压强,平衡不移动,则n=2。
withdraw撤退;收回withdrewwithdrawn3.根据化学平衡移动方向,判断化学反应的能量变化
spoil破坏spoilt/spoiledspoilt/spoiled如可逆反应:
A(g)+B(g)2C(g)达到平衡后,升高温度,C的体积分数增大,由此可判断正反应为吸热反应。
4.根据化学平衡移动方向,判断混合气体的平均相对分子质量
混合气体的平均相对分子质量为
=
,对于反应物和生成物都是气体的可逆反应,当外界条件改变时,不管平衡怎样移动,混合气体的质量始终不变,故混合气体的平均相对分子质量与混合气体物质的量成反比。
hear听到heardheard5.根据化学平衡移动方向,判断反应物的平衡转化率
fall掉落fellfallen由于外界条件改变,引起化学平衡移动,根据平衡移动的方向可以判断某反应物的平衡转化率。
(1)温度、压强对平衡转化率的影响
在其他条件不变的情况下,改变温度或改变气体反应的容器体积(改变压强),若化学平衡向正反应方向移动,则反应物的平衡转化率一定增大,若平衡向逆反应方向移动,则反应物的平衡转化率一定减小。
(2)浓度对平衡转化率的影响
①减小生成物的浓度,反应物的平衡转化率一定增大。
②对于多种物质参加的反应,增加某一反应物的浓度,其他反应物的平衡转化率一定增大,而该反应物本身的平衡转化率一般是减小的。
③视反应前后物质的化学计量数而定。
在恒温恒容条件下,若反应前后气体分子总物质的量相等,如2HI(g)H2(g)+I2(g),不论如何改变反应物的浓度,反应物的平衡转化率都不变;若反应后气体分子数是减少的,如2NO2(g)N2O4(g),增加反应物的浓度,则反应物的平衡转化率增大;若反应后气体分子数增加,如2NH3(g)N2(g)+3H2(g),增大反应物的浓度,则反应物的平衡转化率减小。
例3在一定条件下,向两个体积固定的密闭容器中分别充入一定量的PCl5(g)和NO2(g),两个容器中的反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)和2NO2(g)N2O4(g)达到平衡,PCl5和NO2的转化率均为a%。
保持温度、容积不变,向两个容器中分别再充入1molPCl5和1molNO2,又达到平衡,PCl5和NO2的转化率分别为b%和c%。
下列关系中正确的是( )
A.b>a>cB.c>a>b
C.a>b>cD.a=b=c
例4(2015·经典题选萃)可逆反应A(g)+BC(g)+D达到平衡时,下列说法不正确的是( )
A.若增大A的浓度,平衡体系颜色加深,D不一定是具有颜色的气体
B.增大压强,平衡不移动,说明B、D必是气体
C.升高温度,C的百分含量减小,说明正反应是放热反应
D.若B是气体,增大A的浓度会使B的转化率增大
【变式训练】3.向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B,在一定条件下发生反应:
xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)
已知:
平均反应速率v(C)=
v(A);反应2min时,A的浓度减少了
,B的物质的量减少了
mol,有amolD生成。
回答下列问题:
(1)反应2min内,v(A)=__________,v(B)=__________;
(2)化学方程式中,x=______、y=______、p=______、q=______;
(3)反应平衡时,D为2amol,则B的转化率为______________________;
(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5amol,则该反应的ΔH______0(填“>”、“<”或“=”);
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率______(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是__________________________;
②平衡时反应物的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是__________________________。
专题4关于“等效平衡”问题
解等效平衡问题,应看清两点:
一是看清反应的条件:
等温、等压或等温、等容;二是看清反应的特点。
对于反应前后气体的物质的量相等的可逆反应,无论在什么条件下,只要温度一定,配比与原来相同即可建立等效平衡;而对于反应前后气体的物质的量不相等的可逆反应,则要分两种情况讨论:
①等温、等压条件下化归原比值;②等温、等容条件下化归原值。
例5(2015·经典习题选萃)将3molA和1molB混合于一体积可变的密闭容器P中,以此时的温度、压强和体积作为起始条件,发生了如下反应:
3A(g)+B(g)2C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为ωmol·L-1。
试回答下列问题:
(1)保持温度和压强不变,按下列四种配比充入容器P中,平衡后C的浓度仍为ωmol·L-1的是( )
A.6molA和2molBB.3molA+1molB+2molC
C.2molC+1molB+1molDD.1molC+2molD
(2)保持原起始温度和体积不变,要使平衡后C的浓度仍为ωmol·L-1,应按下列哪种配比向另一容器Q中充入有关物质( )
A.3molA+1molBB.4molC+2molD
C.1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molDD.以上均不能满足条件
(3)保持原起始温度和体积不变,若仍按3molA和1molB配比在容器Q中发生反应,则平衡时C的浓度和ωmol·L-1的关系是( )
A.大于ωB.小于ωC.等于ωD.不能确定
【变式训练】4.Ⅰ.恒温、恒压下,在一个可变容积的密闭容器中发生如下反应:
A(g)+B(g)C(g)
(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为__________mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为______mol。
(3)若开始时放入xmolA和2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x=______,y=______,平衡时,B的物质的量______(选填一个编号)。
(甲)大于2mol
(乙)等于2mol
(丙)小于2mol
(丁)可能大于、等于或小于2mol
作出此判断的理由是____________________________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是__________。
Ⅱ.若维持温度不变,在一个与
(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1molA和1molB,到达平衡后生成bmolC,将b与
(1)小题中的a进行比较______(选填一个编号)。
(甲)a
(乙)a>b
(丙)a=b
(丁)不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是__________________________。