化学原理核心考点化学平衡.docx

1、化学原理核心考点化学平衡钢铁生产是十七世纪从英国开始的第一次产业革命的两大产业之一。高炉炼铁的主要反应是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2其中CO的反应是C+O2CO2 CO2+C2CO 炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。有关人士一直在探究其中的原因，直到十九世纪下半叶，法国科学家勒夏特列经过深入的研究，才将这一迷底解开。原来，产生上述现象的原因是反

2、应是一个可逆反应，并且至上而下发生在高炉中有焦炭的地方。后来的研究说明，在高炉中Fe2O3和CO反应也不能全部转化为Fe和CO2。 可逆反应在同一反应条件下，即能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行可逆反应不能进行到底，总是反应物与生成物共存如：2NO2(g) N2O4(g)2HIH2+I22SO2+O22SO3CO+H2OCO2+H2SO2+H2OH2SO3Fe3+3SCN-Fe(SCN)3思考：1.氢气点燃生成水，电解水生成氢气、氧气，则H2+O2=H2O反应为可逆反应2.氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是可逆反应可逆反应特点总结：（1）不能进行

3、到底，有一定的限度（2）正反两个方向的反应在同时进行（3）正逆反应在相同条件下进行 化学平衡状态在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态特征：逆：可逆反应动：动态平衡（反应仍在进行）等：正逆反应速率相等定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定变：条件改变，原平衡被破坏，在新条件下建立平衡 化学平衡移动概念：可逆反应中，旧平衡被破坏，新化学平衡的建立过程a) 浓度对化学平衡的影响Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3增加Fe3+ 或 SCN-的浓度，平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动，故红色加

4、深。原因分析：增加反应物的浓度, V正 V逆，平衡向正反应方向移动速率-时间关系图：思考：当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎样移动?并画出速率-时间关系图1.在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中，应该怎样通过改变浓度的方法来提高该反应的程度？ 2.可逆反应H2O(g)C(s) CO(g)H2(g) 在一定条件下达平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO浓度有何变化? 增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加H2浓度注意：对平衡体系中的固态和纯液态物质，其浓度可看作一个常数，增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响V正、V逆的大小，所以化学平衡不移动只要是增大浓度，不论增大的是反应物浓度，还是 生成

5、物浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态；减小浓度，新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓度, 该物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化率提高b) 压强对化学平衡的影响压强（MPa）15103060100NH3%2.09.216.435.553.669.4NH3%随着压强的增大而增大，即平衡向正反应的方向移动解释：增大压强,正逆反应速率均增大，但增大倍数不一样，平衡向着体积缩小的方向移动注意：反应体系中有气体参加且反应前后总体积发生改变 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) （a+bc+d）结论：对于反应前后气体体积发生变化的化学反应

6、，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速度-时间关系图：思考：对于反应 H2O+COH2+CO2，如果增大压强,反应速率是否改变,平衡是否移动？思考：下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否移动？向哪个方向移动？移动的根本原因是什么? 2NO(g) + O2(g)2NO2 (g) CaCO3(s)CaO(s) + CO2 (g) H2O(g) + C (s)CO(g) + H2(g) H2O(g) + CO(g)CO2(g) + H2(g) H2S(g)H2(g) + S(g)c) 温度对化学平衡的影响2N

7、O2N2O4 H = 57 kJ其他条件不变，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动原因分析：在其他条件不变的情况下，升高温度，不管是吸热反应还是放热反应，反映的速率都增大，氮吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数，故平衡向吸热反应的方向进行速率-时间关系图d) 催化剂对化学平衡的影响同等程度改变化学反应速率，V正= V逆，只改变反应到达平衡所需要的时间，而不影响化学平衡的移动速率-时间关系图【例1】 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBC.A、

8、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2【例2】 下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) ,在恒温下已达平衡状态的是A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化【例3】 下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成【例4】 恒温下, 反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡

9、后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是A. ab+c B. ab+cC. a=b+c D. a=b=c【例5】 下列事实中不能用平衡移动原理解释的是A.密闭、低温是存放氨水的必要条件B.实验室用排饱和食盐水法收集氯气C. 硝酸工业生产中，使用过量空气以提高NH3的利用率D. 在FeSO4溶液中，加入铁粉以防止氧化【例6】 已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是 生成物的百分含量一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反

10、应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂 A. B. C. D. 等效平衡思考：在425时，在1L密闭容器中进行反应： H2+I22HI,达到平衡，分别说明下列各图所示的涵义。由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？定义：在一定条件下，可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，但达到化学平衡时，只要同种物质的体积分数相同，这样的平衡称为等效平衡 等效平衡建立条件探究a) 反应前后分子数改变的反应恒温、恒容在一定温度下，一个容积固定的密闭容器中发生反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，根据下表有关数据分析恒温、恒容下等效平衡建成的条件A（mol/L）B（mol/L）C（mol

11、/L）D（mol/L）平衡时D的体积分数起始充入2100a%0031a%10.51.50.5a%4200b%(ab)使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量是否对应相等恒温、恒压在一定温度下，一个容积可变的密闭容器中发生反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，根据下表有关数据分析恒温、恒压下等效平衡建成的条件A（mol/L）B（mol/L）C（mol/L）D（mol/L）平衡时D的体积分数起始充入2100a%00.51.50.5a%4200a%2200b%(ab)使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比

12、是否相等b) 反应前后分子数不变的反应以2HIH2+I2为例：恒温、恒容HI（mol/L）H2（mol/L）I2（mol/L）平衡时HI的体积分数起始充入011a%200a%10.50.5a%400a%恒温、恒压HI（mol/L）H2（mol/L）I2（mol/L）平衡时HI的体积分数起始充入011a%200a%10.50.5a%400a%使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等 化学平衡常数温度（K）序号初始浓度（mol/L）平衡浓度（mol/L）C0(H2)C0(I2)C0(HI)H2I2HI698.60.010670.0119600.00

13、18310.0031290.0176754.500.011350.00904400.0035600.0012500.0155954.620.011340.00751000.0045650.0073780.0135454.43000.0044890.00047980.00047980.00353154.16000.0106900.0011410.0011410.00841054.33798.60.0113500.00904000.0045600.0019500.0085908.298000.016550.0033900.0033900.0097708.306000.012580.0025800.0025800.0074208.271请根据表中的实验数据计算平衡时的值，将计算结果填入表中。请分析计算所得数据，寻找其中的规律。（1）请分析计算所得的数据，回答在相同温度下数据大小有何特点？（2）该常数大小与反应的初始浓度大小有无关系？（3）由1、2、3组所给的初始浓度数据判断刚开始时化学反应进行的方向？由4、5两组所给的初始浓度数据判断刚开始时化学反应进行的方向？由此你能否