化学平衡Word格式文档下载.docx
《化学平衡Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学平衡Word格式文档下载.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
压强不变，①.通入He，②.通入N2。
3）.温度：
其他条件不变，T↗，分子总数不变，C不变，但活化分子数及活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多，反应速率加快。
一般温度每升高10℃，反应速率加快2—4倍。
△T/10
V2=nv1
4）.催化剂：
使用催化剂能大大降低反应所需的能量，大大增大单位体积内活化分子数和活化分子百分数，从而加快反应速率。
正逆反应速率均同倍加快，但对平衡无影响。
3.比较：
浓度↗
压强（气）↗
温度↗
（加）催化剂
反应物分子总数
↗
不变
单位体积反应物分子数（C）
活化分子总数
单位体积活化分子数
活化分子百分数
单位体积单位时间分子碰撞次数
单位体积单位时间有效碰撞次数
反应速率
例1：
PH相同、体积相同的醋酸和硫酸溶液，分别与过量的Zn反应，下列说法正确的是（Ｃ）
A.开始时产生H2的速率为：
v（H2SO4）＞v（CH3COOH）
B.开始时产生H2的速率为：
v（CH3COOH）＞v（H2SO4）
C.经过6s时产生H2的速率为v（CH3COOH）＞v（H2SO4）
D.产生等量H2时所需时间：
CH3COOH＞H2SO4
E.完成反应后，产生H2的体积相等
例2：
对某一反应，20℃时测得反应速率为v1，已知温度每升高10℃，反应速率加快3倍，现将温度从20℃升至50℃，则升温后的速率为原来的多少倍
例3：
在2L的密闭容器中发生如下反应：
2Ag+Bg
Cg+Dg若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol/L·
s，则10s时，容器中B的物质的量是（B）
Ａ. ３.６ｍｏｌ Ｂ.２.８ｍｏｌ Ｃ.２.４ｍｏｌ Ｄ.１.２ｍｏｌ
化学平衡
一.化学平衡
1.对象：
可逆反应
2.概念：
一定条件下的可逆反应中，当正反应速率等于逆反应速率时，反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变的状态。
叫化学平衡。
逆：
一定条件下的可逆反应
等：
v（正）=v（逆）
3.特征—动：
v（正）=v（逆）≠0
定：
各组成成分的百分含量保持不变（一定）的状态
变：
当外界条件发生改变时，旧平衡被破坏，重新又建立新条件下的新平衡（即：
平衡的移动）。
化学平衡的建立与途径无关。
二.平衡的标志
1.速率标志：
（正向速率=逆向速率）
理解为：
①.同一物质：
消耗速率=生成速率。
②.同一物质：
断裂化学键的数目=生成化学键的数目。
③.对于同一反应的不同物质：
正反应速率与逆反应速率之比等于其对应物质的化学计量数之比。
④.同一反应的不同物质：
反应物的断键数与生键数之比=化学计量数之比。
⑤.方向速率：
对于：
N≡N+3H—H
2H—N—H
﹨H
①.氮气的消耗速率=氮气的生成速率或NH3消耗速率=NH3生成速率；
②.断裂3条H—H键的同时生成3条H—H键；
③.v（N2）消:
v（H2）生=1:
3；
或v（H2）生:
v（NH3）生=3:
2；
④.断裂3条H—H键的同时断裂6条N—H键；
⑤.v（正）=v（逆）；
2.体系中，物质的含量标志：
各成分的含量在反应达到平衡后保持不变。
①.分子数
②.各成分的质量及分数
③各成分的气体体积及分数
④.各成分物质的物质的量及分数
⑤.各成分物质的物质的量浓度
3.压强标志
1）.恒温恒容：
aAg+bBg
pPg+qDg
①.当a+b≠p+q时，P不变时，已经达到平衡。
②.当a+b=p+q时，不能作为平衡的标志。
2）.恒温恒压：
pCg+qDg
①.当a+b≠p+q时，气体体积不变时，已经达到平衡。
密度不变时，也能证明达到平衡（密度=m/V容器）；
平均摩尔质量不变时，也能说明达到平衡（平均摩尔质量=m/n总）；
②.当a+b=p+q时，不能通过气体体积不变、密度不变、平均摩尔质量不变作为平衡的标志。
C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）分别找出平衡的标志；
①.恒温恒容；
②.恒温恒压；
4.颜色标志：
对于有颜色变化的可逆体系，当颜色不再改变时，说明已经达到平衡。
三.影响化学平衡的因素
影响的实质是：
改变条件，必须改变v（正）、v（逆），当v（正）≠v（逆）时，平衡发生移动；
当v（正）=v（逆）时，平衡仍不移动。
改变条件v（正）＞v（逆）平衡正向移动
v（正）=v（逆）————→v（正）≠v（逆）v（正）＜v（逆）平衡逆向移动
v（正）=v（逆）：
平衡不移动，仍平衡。
1.浓度的影响：
小结：
1）.C（反）↗或C（生）↘，平衡正向移动；
C（反）↘或C（生）↗，平衡逆向移动
2）.只增加或减少固体或纯液体的量，平衡不移动。
3）.在溶液中，改变不参加反应的离子的量，平衡不移动。
FeCl3+3KSCN
Fe（SCN）3+3KCl；
加入KCl（s），平衡不移动；
若加入KCl溶液，平衡逆向移动。
思考：
如上述反应，向容器中加水，使反应物浓度和生成物浓度都减小，平衡怎样移动？
（逆）
4）.只要一种物质的浓度增大，不管是反应物还是生成物，那么正逆反应速率都增大。
则反之。
2.压强的影响（对于有气体参加或生成的可逆反应）
mA（g）+nBg
分析并作图：
①.当m+n＞p+q时，P↗；
P↘；
②.当m+n=p+q时，P↗，P↘；
③.当m+n＜p+q时，P↗，P↘；
①.P↗→C反↗、C生↗（实质）→v（正）↗、v（逆）↗；
但增大倍数不同或相同；
P↘→C反↘、C生↘（实质）→v（正）↘、v（逆）↘；
但减少倍数不同或相同。
②.若P改变，而各种成分浓度不变，平衡不移动；
若P不变，而各种成分浓度改变，平衡移动或不移动。
恒温恒容：
有反应：
pCg+qDg；
无论是a+b是否等于p+q；
通入一种不反应的气体，P增大，但C（A）、C（B）、C（C）、C（D）均未变，平衡不移动；
恒温恒压：
通入一种不反应的气体时，C（A）、C（B）、C（C）、C（D）均减小，当a+b=p+q时，平衡不移动；
当a+b≠p+q时，平衡向气体计量数增大的方向移动。
③.P增大，平衡不管向那边移动或不移动，达到新平衡时，C（生）、C（反）均增大；
H2（g）+Br2（g）
2HBr（g）P增大时，平衡不移动，但C（H2）、C（Br2）、C（HBr）均增大，气体颜色加深。
又如：
2NO2（g）
N2O4（g），P增大时，平衡虽然正向移动，达到新平衡时，n（NO2）虽减少了，但C（NO2）、C（N2O4）还是增大了。
④.P增大使容器体积缩小时，v（正）、v（逆）均增大，但增大的倍数不一定相同，平衡也不一定移动。
v´
正≠v´
逆，平衡移动。
（a+b≠p+q）
V（正）=v（逆）—P↗—→v´
正↗、v´
逆↗
v´
正=v´
逆，平衡不移动。
（A+b=p+q）
⑤.P↗，平衡向体积缩小的方向移动。
P↘，平衡向体积增大的方向移动。
⑥.用水稀释溶液时，平衡向计量数之和大的方向移动。
3.温度的影响
mAg+nBg
pCg+qDg；
△H＞0或△H＜0；
画出图像：
△H＞0，T↗△H＜0，T↗△H＞0，T↘△H＜0，T↘
①.温度改变，正逆反应速率改变的程度一定不相同，平衡一定移动
②.T↗，平衡向吸热方向移动。
T↘，平衡向放热方向移动。
③.恒容时，T↗，平衡不管怎样移动，达到新平衡时，压强一定增大；
T↘，压强一定减小。
分析：
1）.2Ag+Bg
2Cg；
△H＜0。
T↗时，平衡向那边移动？
2）.对于2Ag+Bg
△H＞0，恒压条件下，T↗时，平衡向那边移动？
（说明：
主要是温度的影响。
升温时，容器体积增大，浓度减小，平衡逆移，而升高温度，平衡正移，故平衡正移。
）
4.催化剂
对平衡无影响，只对反应速率有影响。
总结：
勒夏特列原理：
当改变影响平衡的一个条件，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
①.只适用于已建立平衡状态的体系。
②.只改变一个条件。
③.平衡移动的结果是“减弱”，而不是“消除”这种影响。
四.平衡移动对转化率的影响规律
转化率（a）=△C/C始×
100％=△n/n始×
100％=△V/V始×
100％
1.当反应物为一种物质时；
aAg
bBg+cCg：
1）.恒容容器：
若增大A的浓度，则A的转化率为：
①.当a=b+c时，a（A）不变。
②.当a＞b+c时，a（A）增大。
③.当a＜b+c时，a（A）减小。
2）.恒压容器：
加入A，无任a（＞、＜、＝）b+c，a（A）不变。
（可视为两个平衡混合）。
2NO2g
N2O4g：
恒温恒容，加入NO2，则a（NO2）↗，加入N2O4，a（NO2）↗。
恒温恒压时，加入NO2，平→，a（NO2）不变；
加N2O4时，平←，a（NO2）不变。
2.当反应物有两种或两种以上时，增大其中一种物质的浓度，则，另一种物质的转化率增大，而本身的转化率减小。
（mAg+nBg
pCg+qDg）
加入A，则a（A）↘、b（B）↗。
减小C或D的浓度，a（A）↗、
a（B）↗。
（若改变固体或纯液体的量，对转化率无影响）。
例：
在一个固定容积的密闭容器中，按以下四种量充入容器中发生反应。
达到平衡后，SO2的转化率关系为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
O2的转化率关系为＿＿＿＿＿＿＿＿。
SO2g+O2g
2SO3g平衡时SO2转化率平衡时O2转化率
1
1mol
0
ａ1
2
2mol
1moL
ａ2
3
ａ3
ａ4
4
2）.恒温恒压，通入A，无任m+n（＞、＜、＝）p+q，a（A）↘，a（B）↗。
3.当反应物有两种或两种以上物质时，同时同倍数增加反应物浓度时：
1）.恒容：
（mAg+nBg
pCg+qDg）：
①.m+n＞p+q时，a（A）↗，a（B）↗。
②.m+n=p+q时，a（A）和a（B）都不变。
③.m+n＜p+q时，a（A）和a（B）均减小。
2）.恒压时，无任m+n（＞、＜、＝）p+q，均为等效平衡，a（A）和a（B）均不变。
4.不改变物质的量，只改变条件
1）.改变温度，压强不变：
mAg+nBg
pCg+qDg；
△H＜0或△H＞0（气体或溶液均适用）。
△H＞0时，T↗，平衡→，a（A）和a（B）均增大；
△H＜0时，T↗，平衡←，a（A）和a（B）均减小。
2）.改变P，（T不变），（只适用于气体）
①.m+n＞p+q时，P↗，则a（A）和a（B）均增大；
P↘时，a（A）和a（B）均减小。
②.m+n=p+q时，无任P↗还是↘，a（A）和a（B）均不变。
③.m+n＜p+q时，P↗，则a（A）和a（B）均减小；
P↘时，a（A）和a（B）均增大。
3）.催化剂对平衡无影响，对转化率也无影响。
五.有关图像
图像问题包括利用图像解题和根据题意作图。
前者图像是已知条件，要求明白坐标轴代表的是什么量，弄清楚图中曲线的形状和含义，找出相关的化学规律和关系解题：
后者图像是解答结果，要求通过相关条件找出“起点、终点和拐点（最高点和最低点）”，弄清图线是“直线、弧线和曲线”，然后正确作图。
一看：
看面、看线（直线、弧线）、看点（拐、最高、最低、折点、交点、平衡点（转拐之前看速率、转拐之后看平衡移动））、看变化量、看是否要做辅助线
二想：
想规律
三判断：
根据图像解题有以下一些情况和规律
一、图象问题主要是指根据图象解题，包括化学反应速率图象和平衡图象问题。
1．对于化学反应速率的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：
（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。
（2）看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物一
般生成物多数以原点为起点。
（3）抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。
升高温度时，v（吸）>
v（放），
在速率-时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。
例如，升高温度，v（吸）大增，v（放）小增，增大反应物浓度，v（正）突变，v（逆）渐变。
（4）注意终点。
例如在浓度-时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。
2．对于化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：
（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。
（2）紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生2、离子浓度大小比较
3、应用
（3）看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。
（4）看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。
（5）先拐先平。
例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
（6）定一议二。
当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
二、根据图象解题有以下一些情况和规律：
1．—T图：
表示＝T。
随温度变化，正、逆反应速率也在变化，T，吸，放，
由于温度变化对吸热方向速率的影响大于对放热方向速率的影响，表示吸热方向速率的曲线的斜率应大些。
2．表示平衡移动中的速率。
T1时的平衡，升温到T2时建立新平衡，吸，放，吸线
始终在上方。
有学生认为靠近T2时，吸曲线的斜率变小了，不正确。
其实，温度从T1上升到T2，吸，放，这时速率的改变要影响到反应物和生成物的浓度，由于吸增加得多，相应物质的浓度减少得多，将使其速率减缓；
而相反方向的物质浓度增加得多，将使其速率增加，最终达到吸＝放，建立新的平衡状态为止。
3．图中的转折点最低点或最高点是平衡点，因此，转拐之前看速率，转拐之后看平衡移动。
图中纵坐标可表示某种量：
浓度、气体体积、百分含量、反应物的转化率或产物的产率，横坐标表示外部条件，如温度、压强或浓度。
4．三维图：
一般是某种量—T—P，可将三维图转化为二维图：
某种量—T和某种量—P
进行分别分析。
5．速率时间图：
＝t，用来表示化学平衡移动。
包含的规律如下：
上方速率决定移动的方向，如正在上，则平衡向正反应移动。
温度、压强影响要断线，浓度影响线相连。
催化剂不影响平衡，但速率要改变，故平行线上移。
对反应前后气体总体积不改变的可逆反应，改变压强平衡不移动，但由于反应速率
要改变，故平行线上移或下移。
六.等效平衡
1.概念：
同一可逆反应中，当外界条件一定时，无论反应从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。
其中平衡混合物中同种物质的含量或每种物质的含量相同的状态，称之为等效平衡。
等效平衡可分为：
完全等效和不完全等效；
2.类型
1）.恒温恒容条件下的等效平衡
①.对于：
aAg+bBg
当a+b≠p+q，△H≠0时，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或从两边开始，当投料折算到方程式的同一侧完全相同时，即为等效。
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）完成：
N2
H2
NH3
平n（NH3）
原投料
1
（a）
平时
（1-a/2）
（3–3a/2）
a
改变1
（0）
（a）
改2
0.5
1.5
（1）
a
改3
（1-x/2）
（3–3x/2）
x
改4
y
z
满足的关系
（x+z/2=1）
（y+3z/2=3）
对于aAg+bBg
pCg+qDg：
当a+b=p+q时，无论从正向或逆向或两边同时投料，只要折算到方程式同一侧与原投料成比例即为等效平衡。
仅为各组份的含量相同，其他量均不同（属于不完全等效）
2）.恒温恒压：
对于aAg+bBg
当a+b（=或≠）p+q、即△V≠0或△V=0，无论从正向或逆向或两边同时投料，只要两者投料折算到方程式同一侧，数值成比例时，即为等效平衡。
（可能是完全等效或不完全等效）
恒温恒压，通入１molSO2和1molO2,达到平衡时，n（SO3）％=W％,改通入２molSO2和２molO2，达到平衡时，Ｖ（SO2）％=＿＿＿＿＿,若平衡后再通入０.４molSO3，当再次达到平衡时，Ｖ（SO3）％=＿＿＿＿＿＿＿＿＿.
2NO2
N2O4达到平衡：
１.恒温恒容，再通入与原始相同量的NO2,则平衡向＿＿＿移动。
NO2的转化率＝＿＿＿。
若通入N2O4，则平衡向＿＿＿移动。
NO2的转化率＝＿＿＿＿＿。
２.恒温恒压，通入一倍的NO2，平衡向＿＿＿＿移动，NO2的转化率＝＿＿＿＿＿。
若通入一倍的N2O4，平衡向＿＿＿移动。
答：
１.正方向、增大；
逆方向、增大；
２.正方向、不变；
逆方向、不。
七.合成氨条件的选择
１.合成氨条件的选择
１）.化学原理：
N2g+3H2g
2NH3g;
△H=９２.６KJ·
mol¯
愿料气的制备：
N2：
分离液态空气
H2：
①.水煤气
②.石油、天然气高温分解
C+H2O=====CO+H2;
CO+H2O====CO2+H2；
２）.生产过程
３）适宜条件的选择
①.温度：
450℃,此时催化剂活性最大
②.压强：
目前是20—50MP，但理论上压强越大越好。
③.浓度：
增大反应物浓度，同时减小生成物浓度
④.催化剂：
铁触媒
２.氮的固定：
把游离态氮转化为化合态氮的过程。
人工固氮（化学固氮）和根瘤菌固氮（生物固氮）
典型例题
1．下列平衡体系
为了增加甲醇产量，工厂应采取的正确措施是（
D）
（A）高温，高压
（B）适宜温度，高压、催化剂
（C）低温，低压
（D）低温，高压，催化剂
2．合成氨厂所需
可由煤与水反应制得，其中有一步反应为
CO2g+H2g
欲提高
转化率可采用的方法是（
C）
①降低温度；
②增大压强；
③使用催化剂；
④增大
浓度；
⑤增大水蒸气浓度
（A）①②③
（B）④⑤
（C）①⑤
（D）⑤
3．工业制硝酸需经过下面两个可逆反应：
（正反应是放热反应），
（正反应是放热反应）如果要生产较大浓度的硝酸，可采取的措施是
。
答案：
在第一步反应中，增加反应物浓度，增大压强，降低温度。
在第二步反应中，不断
地将生成的NO从混合物中分离出来，增大压强，降低温度。
4．合成氨工业中，原料气（
、
及少量
的混合气体）在进入合成塔之前常
用醋酸二氨合铜（Ⅰ），即
溶液来吸收原料气中的CO，以免使催化剂中毒，其反应是：
（正反应放热），请回答：
有利于吸收CO的生产适宜条件是
低温、加压
氨的合成
三氧化硫的合成
温度
450℃
500℃
压强
2×
107～5×
107Pa（中压下）
常压下
催化剂
还原铁粉
五氧化二矾
浓度
氮、氢以1∶2.8～3补充
原料气并不断地引出氨气，
过量的氧气
升级会员 