影响化学平衡的条件Word下载.docx
《影响化学平衡的条件Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《影响化学平衡的条件Word下载.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2.画出上题中改变条件后反应速率与时间关系的v-t图：
【解答】
1.①增大，不变，大于，正反应方向；
②不变，减小，大于，正反应方向；
③增大，增大，大于，正反应方向；
④增大，增大，小于，逆反应方向；
⑤增大，增大，等于，不。
2.
化学平衡的移动是由化学反应速率变化引起的，所以影响化学平衡的因素就是影响化学反应速率的因素：
（1）浓度：
在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；
增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动。
（2）压强：
在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；
减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。
（3）温度：
在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应方向移动；
温度降低，会使化学平衡向着放热反应方向移动。
在分析外界条件对化学平衡的影响时要注意：
（1）固体及纯液体物质的浓度是一定值，反应速率不因其量的改变而改变，所以增加或减少固体及纯液体物质的量，不影响化学平衡。
（2）改变压强是通过改变容器体积，进而改变气态物质浓度，进而改变反应速率影响化学平衡的。
所以，压强对化学平衡的影响实质是浓度对化学平衡的影响。
下列情况改变压强平衡不移动：
①平衡体系中没有气体物质，改变压强不会改变浓度，平衡不移动。
②反应前后气体体积不变（即气态反应物和生成物的化学计量数之和相等）的可逆反应。
如：
H2（g）+I2（g）
2HI（g）
改变压强同等程度改变反应速率，平衡不移动。
③向固定容积的容器中充入不参加反应的气体（如希有气体He、Ar），压强虽然增大了，但气态物质的浓度不变，平衡不移动。
（3）只要是升高温度，平衡一定移动，且新平衡状态的速率一定大于原平衡状态的速率。
（4）催化剂能同等程度地改变正反应和逆反应的速率，改变后正、逆反应速率仍相等，所以它对化学平衡的移动没有影响。
但它能改变达到平衡所需的时间。
知识块3——勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如、
或等）平衡将向着能够这种改变的方向移动。
浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动原理，又称勒夏特列原理：
如果改变影响平衡的一个条件（浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
勒夏特列原理中“减弱这种改变”有两层涵义：
①表示平衡移动的方向。
如升温时，平衡将向降温的方向移动，即向吸热反应方向移动。
②表示平衡移动的程度。
即平衡的移动只能“减弱”不能“消除”外界条件的影响。
勒夏特列原理可以解释所有可逆过程的平衡移动问题，如化学平衡、溶解平衡等。
但它不适用于不可逆反应及未达到平衡的可逆反应。
难点揭秘
难点1——化学平衡与化学反应速率的关系
1.（上海高考题）某化学反应2A
B＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为零，反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为mol/（L·
min）。
（2）在实验2，A的初始浓度C2＝mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是。
（3）设实验3的反应速率为V3，实验1的反应速率为V1，则V3V1（填“＞”、“＝”、“＜”
且C31.0mol/L（填“＞”、“＝”、“＜”
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是反应（选填吸热、放热）。
理由是
。
思路点拨】根据表中数据可计算出实验1在10至20分钟间的平均反应速率。
分析表中数据发现，实验1和2在相同温度下达到相同的平衡（平衡时A的浓度都是0.50mol/L），所以A的起始浓度应与实验1相同。
但实验2达到平衡所需的时间短，即实验2的反应速率大于实验1，显然使用了催化剂。
实验3与实验1相比，温度相同，但平衡时A的浓度较大，说明A的起始浓度大于实验1中A的起始浓度，反应速率也应大于实验1。
实验4与实验1，A的起始浓度相同，实验4的温度高，达到平衡时A的浓度小，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应。
（1）0.013；
（2）1.0；
催化剂；
（3）＞；
＞；
（4）吸热；
温度升高时，平衡向右移动。
【解法指要】正确理解外界条件对反应速率、化学平衡的影响以及两者的关系是解题的关键。
◆难点解说：
化学反应速率研究反应进行快慢的问题，化学平衡研究可逆反应的程度问题。
这是两个不同的问题。
但化学反应速率与化学平衡又有内在联系，因为化学平衡的根本特征是正、逆反应速率相等，而影响反应速率的因素（如浓度、压强、温度）也影响着化学平衡。
解题时弄清具体问题是化学反应速率问题，还是化学平衡问题是很重要的。
一般地说，建立平衡所需时间的长短是反应速率问题，最终反应物的转化率的大小和生成物的多少是化学平衡问题。
例如：
对于反应N2+3H2
2NH3（正反应放热），升高温度，正、逆反应都增大，达到平衡所需的时间缩短，是反应速率问题；
而N2、H2的转化率降低，平衡体系中NH3的体积分数减小，是化学平衡问题。
难点2——平衡移动与各种物理量的关系
1.已建立化学平衡的某可逆反应，当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确的是C（）
①生成物的质量分数一定增加②任一生成物总量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物的浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥一定使用催化剂
A.①②③B.③④⑤C.②⑤D.④⑥
【思路点拨】引起平衡移动的原因有多种（如改变某一反应物或生成物的浓度、改变压强或温度等），平衡移动对各种物理量的影响也不是固定的。
所以要具体问题具体分析。
在不能确定平衡移动的原因时，可对各种可能性逐一分析。
现以可逆反应2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）为例分析如下：
若增大O2浓度，平衡正向移动，SO2的转化率提高，而O2的转化率降低，故③不正确。
若分离出SO3，即降低浓度，虽然平衡正向移动，但新平衡中SO3的质量分数却降低了。
当然，SO3的总量（分离出去的SO3和平衡体系中的SO3）一定增加。
故②正确，①不正确。
若增大压强，缩小容器体积，体系中各物质的浓度都增大。
平衡正向移动，SO2、O2的物质的量减少，但浓度仍比原平衡大。
故④不正确。
无论什么原因引起平衡向正反应方向移动，正反应速率一定大于逆反应速率，这是平衡正向移动的根本原因，所以⑤正确。
而催化剂不影响化学平衡，所以⑥不正确。
答案选C。
当然作为选择题，只要确定⑤正确，对照选项，再分析②③④中的任一个，可得答案。
【解答】C
【解法指要】熟悉影响化学平衡的各种因素，并正确分析平衡移动对各种物理量的影响是解题的关键。
2.（上海高考题）可逆反应：
3A（气）
3B（?
）+C（?
）（正反应吸热），随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是（）答案：
C、D
A.B和C可能都是固体
B.B和C一定都是气体
C.若C为固体，则B一定是气体
D.B和C可能都是气体
【思路点拨】由于正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动。
若B和C都不是气体，则反应体系中只有气体A，相对分子质量不变。
根据
分别讨论：
若B、C都气体，根据质量守恒定律，气体总质量m（g）不变，而正反应使气体体积增大，即气体总物质的量n（g）增大，所以气体平均相对分子质量
将减小。
若C为固体，B为气体，则反应前后气体物质的量n（g）不变，气体总质量m（g）因为生成固体C而减少，
也将减小。
所以C、D选项正确。
【解答】CD
【解法指要】掌握气体平均相对分子质量
的计算公式并能熟练地讨论方能准确、快速地解题。
可逆反应是各不相同的，引起平衡移动的原因又是多种多样的。
所以在分析平衡移动对各种物理量的影响（或造成各种物理量变化的原因）时，一定要具体问题具体分析，全面分析各种可能性，不能以偏概全。
在分析时，熟练掌握下列常见的物理量的相互关系是必须的：
①气体的气态方程PV=nRT
式中P、V、T、n分别代表气体的压强、体积、温度和物质的量，R为常数。
由气态方程可知，在恒温、恒容时，P与n成正比；
在恒温、恒压时，V与n成正比。
②质量、体积、物质的量分数分别等于各组分的质量、体积、物质的量除以总质量、总体积、总物质的量。
也就是说，各种分数是某物质的量与总量的相对关系。
③反应物的转化率等于已反应的物质的量除以起始时反应物的物质的量。
④气体的密度
式中m（g）表示气体的总质量，V表示容器的体积。
对于恒容装置，气体的密度只与m（g）成正比；
对于反应物和生成物都是气体的反应体系，气体的密度只与V成反比。
⑤气体的平均相对分子质量
式中m（g）表示气体的总质量，n（g）表示气体的总物质的量。
对于反应前后气体体积不变的反应体系，气体的平均相对分子质量只与m（g）成正比；
对于反应物和生成物都是气体的反应体系，气体的平均相对分子质量只与n（g）成反比。
难点3——压强对化学平衡的影响
1.（全国高考题）在一密闭容器中，反应aA（g）
bB（g）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60％，则（）
A.平衡向正反应方向移动了
B.物质A的转化率减少了
C.物质B的质量分数增加了
D.a>
b
【思路点拨】平衡后将容器体积增加一倍，即压强减小到原来的一半，A、B的浓度都变为原来的50％，达到新平衡后，B的浓度是原来的60％，说明减压使平衡向正反应方向移动，B的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数都增大了。
正反应是气体体积增加的反应，所以b>
a，应选A、C。
也可以通过比较两平衡中B的物质的量判断：
设原平衡容器体积为V，则新平衡容器体积为2V，
显然c（B）V＜60％c（B）×
2V，即平衡移动使B增大。
如果简单地根据减压后B的浓度比原平衡小进行分析，就会得出平衡向逆反应方向移动的错误结论。
那为什么平衡向正反应方向移动，B的浓度却比原平衡小呢？
因为B的浓度不仅受平衡移动的影响，它还受容器体积变化的影响。
【解答】AC
【解法指要】将压强对B的浓度的影响理解为两部分：
①减压的一瞬间，体积变为原来的一倍，浓度变为原来的50％，这时不考虑平衡移动。
②平衡移动使B的浓度从原来的50％增加到原来的60％，并据此分析压强对平衡的影响。
2.有两只密闭容器A和B，A容器有一个可移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器保持恒容，
起始时向这两只容器中分别充入等量的SO2与O2的混合气体，并使和容积相等（如图），在催化剂存在的条件下，保持4500C时使之发生如下反应：
2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）
（1）两容器中的反应速率大小关系，反应开始时；
建立平衡过程中。
（2）两容器中反应达到平衡后SO2的转化率大小关系是。
（3）达到平衡后，向两容器中通入少量且等量的氩气，A容器化学平衡移动，B容器化学平衡移动（填向右、向左或不）。
（4）达到平衡后，若向两容器中通入等量的原反应气体，达到新平衡时A容器的SO3体积分数，B容器中的SO3体积分数（填增大、减小或不变）。
【思路点拨】首先应弄清甲、乙两容器的区别，甲容器是恒温、恒压装置，其压强始终不变，体积随容器内气体的物质的量变化；
乙容器是恒温、恒容装置，其容积始终不变，压强随气体的物质的量变化。
（1）反应开始时，两容器的条件完全相同，反应速率相等。
反应开始后，乙中压强因气体物质的量减少而减小，小于甲中压强，反应速率小于甲。
（2）同理，甲相当于乙平衡后加压，平衡右移，SO2的转化率增大。
（3）平衡后充入氩气，甲容器压强虽然不变，但容积增大了，各物质浓度都减小，相当于减压，平衡向左移动。
乙容器压强虽然增大，但由于容积不变，各物质浓度也不变，所以平衡不移动。
（4）可进行如下等效设计：
将等量的原反应气体分别放在甲、乙容器中建立与原平衡相同的平衡后，再与原平衡气体混合。
对于甲容器来说，相当于将两份完全相同的平衡混合气体简单加和在一起，只是体积和各物质的量扩大一倍，平衡并不移动，SO3的百分含量不变；
对于乙容器来说，相当于将两份完全相同的平衡混合气体压缩到一个容器中，各物质的浓度都增大一倍（等效于加压），平衡右移，SO3的百分含量增大。
（1）甲=乙，甲＞乙
（2）甲＞乙
（3）向左，不（4）不变，增大。
【解法指要】恒温、恒压条件下与恒温、恒容条件下，充入“惰气”（即不参与反应的气体）或原反应气体对化学平衡的影响是不同的，所以，在解化学平衡题时对反应条件的分析至关重要。
压强对化学平衡的影响是比较复杂的（详见知识块2知识整理），这里特别强调两点：
①压强对化学平衡的影响实质是浓度对化学平衡的影响，关键在于压强变化是否导致了体积变化。
②在分析压强对平衡体系中物质浓度的影响或根据浓度变化判断压强对化学平衡的影响时，要综合分析容器体积变化和平衡移动的影响。
可以运用下图所示的“三点两段法”分析：
教材中关于压强对2NO2（g）
N2O4（g）的影响的“针筒实验”的实验现象可以很好地说明这个问题。
“针筒实验”的实验现象是“推进注射器，气体颜色先变深，后逐渐变浅，最终比原来深”。
用“三点两段法”解释为：
加压的瞬间，气体体积变小，红棕色的NO2气体浓度变大，气体颜色变深；
平衡向正反应方向移动，NO2气体浓度变小，气体颜色变浅；
平衡移动只能减弱不能消除条件改变的影响，所以新平衡的颜色比原平衡深。
难点4——等效平衡
1.在一恒容的容器中充入2molA和1molB，发生反应2A（g）+B（g）
xC（g），达到平衡后，C的体积分数为W%。
若维持容器中的容积和温度不变，按起始物质的量：
A为0.6mol，B为0.3mol，C为1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x的值为（）
A.只能为2B.只能为3
C.可能是2，也可能是3D.无法确定
【思路点拨】反应在恒温、恒容条件下进行，要求两种不同的起始状态建立的平衡中C的体积分数相同。
满足题意的情况有以下两种：
①若两种起始状态建立等同平衡：
根据题意
则（2-0.6）∶（1.4-0）=2∶x，x=2
②若两种起始状态建立等效平衡：
令x=3，则反应前后气体体积不变。
先将起始状态Ⅱ中1.4mol的C完全转化为A、B，得到起始状态Ⅲ。
显然起始状态Ⅲ与起始状态Ⅱ建立的平衡是等同平衡，起始状态Ⅲ与起始状态Ⅰ不能建立等同平衡。
但起始状态Ⅰ与起始状态Ⅲ中A、B物质的量之比相等，即起始状态Ⅲ相当于起始状态Ⅰ加压的结果，由于反应前后气体体积不变，加压不影响化学平衡，所以起始状态Ⅲ与起始状态Ⅰ建立的平衡是等效平衡，那么起始状态Ⅱ与起始状态Ⅰ建立的平衡也是等效平衡，平衡时C的体积分数相同。
【解答】BC
【解法指要】满足平衡时体积百分数相同的可以是等同平衡，也可以是等效平衡。
2.（高考科研题）在一个固定体积的密闭容器内，保持一定的温度发生以下反应：
H2（g）+Br2（g）
2HBr（g）
已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡状态生成amolHBr。
在相同条件下，且保持平衡时的各物质的百分含量相同，则填写下列空白：
编号
起始状态（mol）
平衡时HBr
（mol）
H2
Br2
HBr
已知
1
2
a
①
4
②
0.5a
③
m
n（n≥2m）
【思路点拨】由于反应前后气体体积不变，所以只要起始时H2和Br2的物质的量按2∶1投料（HBr为零），就可以与“已知”起始状态建立等效平衡，即平衡时的各物质的百分含量相同。
①中H2和Br2的起始量是“已知”起始状态的一倍，达到平衡后，各物质的量也应是“已知”平衡状态的一倍，即平衡时HBr的物质的量为2a。
②中平衡时HBr的物质的量是“已知”平衡状态的一半，H2和Br2的起始量也应是“已知”起始状态的一半，②的起始状态应该是：
n（H2）=0.5mol，n（Br2）=1mol，n（HBr）=0，现在②的起始状态中n（HBr）=1mol，可根据等同平衡原理理解成由上述起始状态转化而来。
表达为：
其中Ⅰ和Ⅱ属等效平衡关系，Ⅱ和Ⅲ属等同平衡关系。
所以有：
[0.5-n（H2）]∶[1-n（Br2）]∶（1-0）=1∶1∶2
解得n（H2）=0，n（Br2）=0.5
同理，若设③平衡时的HBr为xa，则③的起始状态应为n（H2）=x，n（Br2）=2x，n（HBr）=0，现在③的起始状态与这个假设的起始状态是等同平衡关系，用上述方法可计算得x=n-m，HBr为2（n-2m）。
（1）2a
（2）0，0.5（3）2（n-2m），（n-m）a
【解法指要】综合运用等同平衡原理和等效平衡原理是解题的关键。
在恒温、恒压条件下，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，若不同的起始状态投料成比例时，则平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相同，且对应的变化量及平衡量也成同样的比例。
我们称之为等效平衡。
等效平衡只适用于反应前后气体体积不变的可逆反应，因为投料成比例可假设成反应容器的体积成比例，平衡后再加压或减压，平衡不移动。
等效平衡与等同平衡有相似之处，也有区别：
等同平衡中，同一种物质的百分含量和浓度都相同；
等效平衡中，同一种物质的百分含量相同，浓度成比例，但不相同。
在解决等效平衡问题时，常需要借助等同平衡原理建立一个中间状态来分析等效关系（如例2中的状态Ⅱ）。
难点5——化学平衡的等效设计
1.体积完全相同的两个容器A和B，已知A装有SO2和O2各1g，B装有SO2和O2各2g，在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%，B中SO2的转化率为b%，则A、B两容器中SO2转化率的关系正确的是（）
A.a%>
b%B.a%=b%
C.a%<
b%D.2a%=b%
【思路点拨】要比较A、B两容器中SO2转化率,可以对B容器的反应过程进行如下等效设计:
即先将B容器中的体积扩大一倍，使状态Ⅱ与A容器达到等同平衡（状态Ⅱ相当于两个独立的容器A），两者SO2的转化率相等。
再将状态Ⅱ体积压缩为原体积，根据勒夏特列原理，状态Ⅲ平衡时SO2转化率大于状态Ⅱ（也就是容器A）的转化率。
而B容器先扩大体积再压缩回原状，转化率是相同的，所以a%<
b%。
【解法指要】设计一个与容器A达到等同平衡，与容器B有平衡移动关系的中间状态是解题的关键。
2.在容积相同且固定不变的四个密闭容器中，进行同样的可逆反应：
2A（g）+B（g）
3C（g）+2D（g）
起始时四个容器所盛A、B的量分别为：
甲：
2molA,1molB;
乙:
1molA,1molB;
丙:
2molA,2molB;
丁:
1molA,2molB。
在相同温度下建立平衡时，A、B转化率大小关系正确的是（）
A.A的转化率：
甲＜丙＜乙＜丁
B.A的转化率：
甲＜乙＜丙＜丁
C.A的转化率：
甲＜乙=丙＜丁
D.B的转化率：
甲＞丙＞乙＞丁
【思路点拨】首先分析可逆反应的条件和特点：
恒温、恒容条件下的气体体积增大的反应。
再将题给数据逐一列出：
通过对比、分析，可以进行如下等效设计比较A、B的转化率：
①甲中A比乙中多1mol，为了便于比较，将甲的反应过程设计为先用1molA和1molB反应达到平衡，再加入1molA使平衡正向移动。
如下图所示：
通过上述设计平衡甲相当于平衡乙回加入1mol后，向正反应方向移动的结果。
由于增大某一反应物浓度提高另一反应物的转化率，而自身的转化率降低，所以A的转化率：
甲＜乙；
B的转化率：
甲＞乙。
同理，丙相当于甲平衡后加入1molB，又相当于丁平衡后加入1molA；
丁相当于乙平衡后加入1molB。
所以，A的转化率：
甲＜丙＜丁，乙＜丁；
甲＞丙＞丁，乙＞丁。
②再比较乙、丙：
丙的投料是乙的一倍，平衡丙相当于平衡乙压强加大一倍，加压平衡向逆反应方向移动，A、B的转化率都降低，所以A的转化率：
乙＞丙；
乙＞丙。
综上所述，A的转化率：
甲＜丙＜乙＜丁；
甲＞乙＞丙＞丁。
当然，作为一道选择题，若根据等效设计的结果用排除法可以快速解题。
【解答】A
【解法指要】这是一道繁杂的转化率比较题，必须综合运用两种等效设计方法。
3.（全国理科综合）某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+B（g）
2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。
保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（）
A.均减半B.均加倍
C.均增加1molD.均减少1mol
【思路点拨】恒温恒压条件下，按平衡时各物质的比例增加或减少平衡混合物（如选项AB），只改变平衡混合物的量，平衡不移动。
C选项可等效设计为两步：
先按平衡混合物中各物质的比例加入1molA、0.5molB、1molC，此时平衡不移动；
再加入0.5molB，平衡右移。
同理，D选项也等效设计为两步：
先按平衡混合物中各物质的比例减少1molA、0.5molB、1molC，此时平衡不移动；
再减少0.5mol
升级会员 