平衡向逆反响方向移动。
4.借助图像,分析影响化学平衡的因素
(1)影响化学平衡的因素
假设其他条件不变,改变以下条件对化学平衡的影响如下:
因素任何反响可逆反响平衡移动方向
浓度增大c(反响物),v加快;减少c(反响物),v减慢。
说明:
(1)是c(反响物)而不是c(生成物);
(2)纯固体、纯液体的浓度视为定值增大c(反响物),v正立即增大,随后减小,v逆瞬时不变,随后增大,直至v正=v逆。
说明:
对可逆反响,其他条件相同的情况下,v正取决于反响物浓度,v逆取决于生成物浓度,因为生成物即为逆反响的反响物。
例:
2O2(g)+O2(g)2O3(g),v正=kc2(O2)·c(O2),v逆=k′c2(O3)(k,k′为常数,与催化剂等其他因素相关)
压强对有气体参与的反响,缩小容器体积,压强增大,v加快;扩大容器体积,压强减小,v减慢。
说明:
(1)压强对v的影响,本质是对c(反响物)的影响,即p变化⇒c(反响物)变化⇒v变化。
(2)无气体参与的反响,压强变化对它们的浓度几乎无影响,可以认为v不变对于有气体参加的可逆反响,增大压强,v正、v逆均增大;减小压强,v正、v逆均减小。
说明:
(1)压缩体积,压强增大,所有气体浓度均增大,v正、v逆均增大,一般气体系数和大的一方增大得快;同理,扩大体积,压强减小,v正、v逆均减小,气体系数和大的一方减小得快。
(2)对于气体反响体系,有以下几种情况。
①恒温时:
增大压强体积缩小引起浓度增大反响速率加快。
②恒温恒容时:
a.充入气体反响物浓度增大速率加快;
b.充入惰性气体总压增大,但各气体分压不变,即各物质的浓度不变,反响速率不变。
③恒温恒压时:
充入惰性气体体积增大各反响物浓度减小反响速率减慢。
其中,把与化学反响体系中各成分均不起反响的气体统称为惰性气体mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
温度升高温度,v加快,降低温度,v减慢。
说明:
温度升高10℃,速率加快2~4倍升高温度,v正、v逆均增大,吸热方向变化大;降低温度,v正、v逆均减小,吸热方向变化大
催化剂正催化剂加快反响速率;负催化剂减缓反响速率催化剂同等程度地改变可逆反响的正逆反响速率
(2)勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反响的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
深度思考1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“某”
(1)化学平衡发生移动,化学反响速率一定改变;化学反响速率改变,化学平衡也一定发生移动(某)
(2)升高温度,平衡向吸热反响方向移动,此时v放减小,v吸增大(某)
2.对于一定条件下的可逆反响
甲:
A(g)+B(g)C(g) ΔH<0
乙:
A()+B(g)C(g) ΔH<0
丙:
A(g)+B(g)2C(g) ΔH>0
到达化学平衡后,改变条件,按要求答复以下问题:
(1)升温,平衡移动方向分别为(填“向左”、“向右”或“不移动”)
甲________;乙________;丙________。
此时反响体系的温度均比原来____(填“高”或“低”)
混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”)
甲________;乙________;丙________。
答案 向左 向左 向右 高 减小 减小 不变
(2)加压,使体系体积缩小为原来的
①平衡移动方向(填“向左”、“向右”或“不移动”)
甲________;乙________;丙________。
②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙,压缩后压强分别为p、p、p,那么p甲与p,p乙与p,p丙与p的关系分别为
甲________;乙________;丙________。
③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”)
甲________;乙________;丙________。
答案 ①向右 不移动 不移动 ②p甲
3.一定条件下合成氨反响:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,在反响过程中,反响速率的变化如下列图,请根据速率的变化答复采取的措施。
t1____________;t2______________;t3______________;
t4____________。
答案 增大c(N2)或c(H2) 参加催化剂 降低温度 增大压强
2022优化方案+化学+化学平衡状态(3)
题组一 选取措施使化学平衡定向移动
1.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,当反响到达平衡时,以下措施:
①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④B.①④⑥
C.②③⑤D.③⑤⑥
答案 B
解析 该反响为体积增大的吸热反响,所以升温和减压均可以促使反响正向移动。
恒压通入惰性气体,相当于减压。
恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。
增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。
2.某温度下,在密闭容器中O2、O2、O3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反响2O2(g)+O2(g)2O3(g) ΔH<0的正、逆反响速率的影响如下列图:
(1)加催化剂对反响速率影响的图像是________(填序号,下同),平衡________移动。
(2)升高温度对反响速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。
(3)增大反响容器体积对反响速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。
(4)增大O2的浓度对反响速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。
答案
(1)C 不
(2)A 逆反响 (3)D 逆反响
(4)B 正反响
解析
(1)参加催化剂,正、逆反响速率均增大,图像上应该出现“断点”,且应在原平衡的反响速率之上;催化剂使正、逆反响速率增大的倍数相同,那么改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴,图像为C。
(2)升高温度,正、逆反响速率均增大,图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反响速率之上。
因题给反响的正反响放热,升温平衡逆向移动,所以v正′(3)增大反响容器体积即减小压强,正、逆反响速率均减小,图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反响速率之下。
因减小压强平衡逆向移动,所以v正′(4)增大O2的浓度,正反响速率会“突然增大”,图像上出现“断点”且应在原平衡的反响速率之上,但逆反响速率应该在原来的根底上逐渐增大,图像为B。
题组二 条件改变时化学平衡移动结果的判断
3.一定条件下,向一容积固定的密闭容器中通入2molO2和1molO2,发生2O2+O22O3 ΔH<0,一段时间后到达平衡,O2、O2、O3的物质的量分别为amol、bmol、cmol,按要求答复以下问题。
(1)平衡后,通入2molO2,那么O2的转化率________,O2的转化率________。
(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)
(2)平衡后,通入2molO2,1molO2,那么O2的转化率________,O2的转化率________,O2的百分含量________,O2的百分含量__________,O3的百分含量__________。
(3)平衡后,通入amolO2,bmolO2,cmolO3,那么O2的转化率________,O2的转化率________,O2的百分含量________,O2的百分含量________,O3的百分含量________。
(4)平衡后,通入2molO3,那么平衡向________(填“正反响”或“逆反响”)移动,O2的百分含量________,O2的百分含量________,O3的百分含量________。
(5)平衡后,升温,那么O2转化率________,O2的转化率________,O2的百分含量________,O2的百分含量________,O3的百分含量________。
答案
(1)减小 增大
(2)增大 增大 减小 减小 增大 (3)增大 增大 减小 减小 增大 (4)逆反响 减小 减小 增大 (5)减小 减小 增大 增大 减小
4.对于以下三个反响,从正反开始进行到达平衡后,保持温度、体积不变,按要求答复以下问题。
(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
再充入PCl5(g)平衡向________方向移动,到达平衡后,PCl5(g)的转化率________,PCl5(g)的百分含量______。
答案 正反响 减小 增大
(2)2HI(g)I2(g)+H2(g)
再充入HI(g)平衡向________方向移动,到达平衡后,HI的分解率________,HI的百分含量________。
答案 正反响 不变 不变
(3)2NO2(g)N2O4(g)
再充入NO2(g),平衡向________方向移动,到达平衡后,NO2(g)的转化率________,NO2(g)的百分含量________。
答案 正反响 增大 减小
5.将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反响并到达平衡:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。
当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的选项是( )
改变条件新平衡与原平衡比较
A增大压强N2的浓度一定变小
B升高温度N2的转化率变小
C充入一定量H2H2的转化率不变,N2的转化率变大
D使用适当催化剂NH3的体积分数增大
答案 B
解析 A项,正反响是体积减小的反响,依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反响方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,A不正确;B项,正反响是放热反响,那么升高温度平衡向逆反响方向移动,氮气的转化率降低,B正确;C项,充入一定量的氢气,平衡向正反响方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率降低,C不正确;D项,催化剂只能改变反响速率而不能改变平衡状态,D不正确,答案选B。
6.在一体积可变的密闭容器中,参加一定量的某、Y,发生反响m某(g)nY(g) ΔH=QkJ·mol-1。
反响到达平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
c(Y)/mol·L-1温度/℃气体体积/L124
1001.000.750.53
2001.200.900.63
3001.301.000.70
以下说法正确的选项是( )
A.m>n
B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少
D.体积不变,温度升高,平衡向逆反响方向移动
答案 C
解析 温度不变时(假设100℃条件下),体积是1L时,Y的物质的量为1mol,体积为2L时,Y的物质的量为0.75mol·L-1某2L=1.5mol,体积为4L时,Y的物质的量为0.53mol·L-1某4L=2.12mol,说明体积越小,压强越大,Y的物质的量越小,Y的质量分数越小,平衡向生成某的方向进行,m0,B、D项错误。
2.压强的影响实质是浓度的影响,所以只有当这些“改变”造成浓度改变时,平衡才有可能移动。
3.化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆:
[优化方案化学必修一答案]2022优化方案+化学+化学平衡状态)。
4.我们在分析化学平衡移动对颜色、压强、浓度等变化时,有时我们可以给自己建立一个平台,“假设平衡不移动”,然后在此平台的根底上进行分析、比较,就容易得到正确答案。
5.判断转化率的变化时,不要把平衡正向移动与反响物转化率提高等同起来,要视具体情况而定。
判断平衡转化率变化的两个类型
反响类型条件的改变反响物转化率的变化
有多种反响物的可逆反响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒容时只增加反响物A的用量反响物A的转化率减小,反响物B的转化率增大
同等倍数地增大反响物A、B的量恒温恒压条件下反响物转化率不变
恒温恒容条件下m+n>p+q
反响物A和B的转化率均增大
m+n
m+n=p+q反响物A和B的转化率均不变
只有一种反响物的可逆反响mA(g)nB(g)+pC(g)增加反响物A的用量恒温恒压条件下反响物转化率不变
恒温恒容条件下m>n+p反响物A的转化率增大
mm=n+p反响物A的转化率不变