高二化学平衡

高二化学平衡~

已达到平衡的反应,反应条件改变时,平衡混合物里各组成物质的百分含量也就会改变而达到新的平衡状态叫化学平衡移动
影响平衡移动的因素只有浓度、压强和温度三个。
1.浓度对化学平衡的影响
在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度， 平衡向正反应方向移动。
2.压强对化学平衡的影响
在有气体参加或生成的反应中，在其他条件不变时，增大压强（指压缩气体体积使压强增大），平衡向气体体积减小方向移动。
注意:恒容时,充入不反应的气体如稀有气体导致的压强增大不能影响平衡.
3.温度对化学平衡的影响
在其他条件不变时，升高温度平衡向吸热反应方向移动。
以上三种因素综合起来就得到了勒沙特列原理（平衡移动原理）：
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
说明：催化剂只能缩短达到平衡所需时间，而不能改变平衡状态（即百分组成）
可用勒沙特列原理定性地说明浓度对化学平衡的影响——增加反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向生成物方向移动，增加生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向反应物方向移动。
利用化学平衡的概念，对比K和J大小，可以判断系统中的反应混合物是否达到平衡，以及平衡将向哪个方向移动。即：J 〉K，平衡向左移动；J〈 K，平衡向右移动；J = K，达到平衡状态。这一关系式被称为化学平衡的质量判据，是与上面的能量判据相对应的。为便于记忆，可缩写为：
J K
自然，我们作此判断时假设反应不存在动力学的障碍。若系统的动力学性 质不明，以上判断仅为反应方向的预测。
六． 压力对化学平衡的影响
压力有分压和总压两个含义。故压力对化学平衡的影响应分为组分气体分压对化学平衡的影响和系统总压对平衡的影响两个方面来讨论。上面我们讨论的浓度对平衡的影响完全适用于分压对平衡的影响，因为由理想气体方程可导出p=cRT的变式，说明分压与浓度是成正比的，而总压对平衡是否有影响，须看反应前后气体分子的总数是否变化。为加深理解这一关系，我们可以利用分压pi与总压p的关系式——xip=pi——将分压平衡常数表达式作适当变形如下：
Kp= ∏pivi= ∏（xip）vi=p∑v•∏xivi
定义∏xivi≡Jx ，上式可改为：
Kp= Jx•p∑v
这表明：在一定温度时，若反应前后气体分子总数不变，∑vi=0，则Jx•p0=Jx=Kp ，Jx是一个常数，表明平衡不会随系统总压的改变而发生改变；若反应前后气体分子总数有变化，∑vi≠0，Jx的变化就与p∑v的变化有关：若∑vi 〉0，即反应后气体分子总数增加，总压p增大时，p∑v的值将变大，由于Jx•p∑v是一个常数，Jx就应变小；以及∑vi 〈 0，p增大以及p减小平衡移动的方向。
例如，对于合成氨反应N2（g）+3H2（g）〈==〉2NH3（g），∑vi 〈 0，增大总压，平衡向右移动。下表是按方程式计量系数配比的氮气和氢气反应合成氨的体积分数受系统总压影响的热力学计算结果：
总压对反应N2（g）+3H2（g）〈==〉2NH3（g）的影响（200℃，[N2]：[H2]=1：3）
总压p/pΘ 10 50 100 300 600 1000
NH3的体积分数φ（NH3）/% 50.7 74.4 81.5 90.0 95.4 98.3
七． 浓度对化学平衡的影响
勒沙特列原理定性地概括了温度对化学平衡的影响。下面我们给出定量计算的方程。
温度对化学平衡的影响主要是改变平衡常数，因为平衡常数是温度的函数，随温度变化而变化（温度变化引起气体体积的变化的效应应当归如上一小节进行讨论）。
由 △rGmΘ=-RT㏑KΘ；△rGmΘ=△rHmΘ-T△rSmΘ
得 -RT㏑KΘ=△rHmΘ-T△rSmΘ
△rHmΘ
RT
△rSmΘ
R
㏑KΘ= -
设T1下平衡常数为K1，T2下平衡常数为K2，且T1 〉T2，记住我们假设焓变和熵变不随温度变化而变化，我们可得到：
△rSmΘ（298K）
R
△rHmΘ（298K）
RT1
㏑K1Θ≈ -
△rSmΘ（298K）
R
△rHmΘ（298K）
RT2
㏑K2Θ≈ -
用后式减前式即得：
K2Θ
K1Θ
-△rHmΘ（298K）
R
T1–T2
T1T2
㏑≈
或
K2Θ
K1Θ
△rHmΘ（298K）
R
T2–T1
T1T2
㏑≈
此式表明，温度对平衡常数的影响与反应的焓变的正负号是有关的，对于吸热反应，反应焓为正值，温度升高，平衡常数增大，对于放热反应，反应焓为负值，温度升高，平衡常数减小。下面是两个具体反应的例子：
从热力学数据表中可查获，氮气和氧气化合为NO的反应N2（g）+O2（g）〈==〉2NO（g）的焓变为180kJ/mol（298K），是一个吸热反应，温度升高，平衡常数增大：
反应温度/℃ 1538 2404
平衡常数 0.86×10-4 64×10-4
相反，合成氨反应是一个放热反应，N2（g）+3H2（g）〈==〉2NH3（g）的焓变为-92.22 kJ/mol（298K），温度升高，平衡常数减小：
T/K 473 573 673 773 873 973
KΘ 4.4×10-2 4.9×10-3 1.9×10-4 1.6×10-5 2.8×10-6 4.8×10-7
在讨论温度与平衡常数的关系时，常常会引起初学者的如下疑惑：由吉布斯-亥姆霍兹方程的一般式△GΘ=△HΘ-T△SΘ可见，对于放热熵增大反应，△HΘ是负值，-T△SΘ也是负值，随温度升高，T△SΘ增大，将导致反应的-△GΘ增大，这不是意味着反应向右进行的趋势增大吗？而放热反应的平衡常数随温度升高下降，这不是意味着反应向右进行的趋势减小吗？两者岂不是矛盾了吗？
需知：△GΘ和KΘ各自的意义是不同的。一个反应的-△GΘ越大，表明当反应系统中各物质都处于热力学标准状态下时，平衡点是否更靠近产物一方，或者说反应是否更彻底，而后者却是KΘ的物理意义。由-△GΘ=RT㏑KΘ，当温度升高，-△GΘ、T、KΘ同时在变化，-△GΘ和KΘ的变化不一定成正相关性，由此可以看 出：
放热熵增大反应，温度升高，-△GΘ变大，KΘ变小
放热熵减小反应，温度升高，-△GΘ变小，KΘ变小
吸热熵增大反应，温度升高，-△GΘ变大，KΘ变大
吸热熵减小反应，温度升高，-△GΘ变小，KΘ变大
△GΘ只能判断系统中各物质均处于标准状态时反应的方向，用它来判断一个在标态下的反应能否发生。而要判断反应物变成产物在理论上最高转化率多大，反应才会停止（达到平衡），只能用KΘ来判断 化学平衡状态与化学平衡移动是历年高考化学复习的重点内容之一，但对它的知识的内涵和外延部分部分同学往往感到棘手，不能准确掌握，平衡时混合气体的平均摩尔质量就是其中内容之一，同学普遍感到比较生疏，做起题来不很顺手，现将化学平衡移动与平衡混合气体的平均摩尔质量■的关系作如下讨论。
一、当混合气体在平衡移动前后总质量不发生变化时，混合气体的平均摩尔质量可发生下列变化：根据■=■，若n(总)不变，则■不变；若n(总)变大，则■减小；若n(总)变小，则■变大。

二、当混合气体在平衡移动前后总质量发生变化，但总物质的量不发生变化时，则■随m（总）的变化而变化。m（总）增大时则■增大，m（总）减小时则■减小。

三、当混合气体在平衡移动前后总质量和总物质的量都发生变化时（有固体参加或生成），■可能增大，可能减小，也可能不变。究竟如何变化将取决于原平衡混合气体的平均摩尔质量。例一、可逆反应 3A（g）←→3B（？）+C（？）△H>0 随温度的升高，气体的平均摩尔质量有变小的趋势，则下列说法正确的是：

A：B和C可能都是固体

B：B和C一定都是固体

C：若C为固体，则B一定是气体

D：B和C可能都是气体

[分析] 根据■=■，当B是气体，C是固体时，反应前后气体的n（总）不变，但随着反应从左向右进行，混合气体的m（总）减小，故气体的平均摩尔质量■减小。C正确。当B和C都是气体时，混合气体的m（总）不变，而反应前后气体的n（总）增大，故气体的平均摩尔质量■减小。D正确。正确答案：[C、D]

四、倘若平衡移动之后m（总）和n（总）都增大或者都减小，混合气体的平均摩尔质量又该如何确定呢？

对于mA（g）+nB（g）←→pC（g）+qD（s）（设m+n>p）维持温度不变，加压（缩小容器的体积），平衡向右移动，气体的m（总）和n（总）都减小，混合气体每减小（m+n-p）mol时，气体质量减小q．M（D）g，相当于每摩气体质量的减少：■g ，相当于从原混合气体中抽走了相对分子质量为■的气体，因此■的变化由原■与■的相对大小来决定。

当■（原）=■时，平衡移动后混合气体的■不变；当■（原）>■时，平衡移动后混合气体的■增大；当■（原）■时，■减小；当■（原）<■时，■增大。

例二、反应2NH3（g）+CO2（g）←→ CO（NH2）2（s）+H2O（g）已达平衡状态。若增大压强，平衡移动，但混合气体的平均摩尔质量不变，则

1． 原混合气体的平均摩尔质量是_______2． 起始投料时，氨气与二氧化碳的体积比是（同温同压）_____

[分析]增大压强，平衡向正反应方向移动，每减少2摩气体，气体的质量就减少60g，即■=■=30g/mol，原平衡混合气体的平均摩尔质量也是30g/mol。再根据十字交叉法，计算出氨气与二氧化碳的体积比是14：13。

例三、在体积为aL的密闭容器中，放入2LA和1LB气体，一定条件下发生反应：3A（g）+B（g）=nC（g）+2D（g）反应达平衡后，A的物质的量浓度减少到原来的1/2，混合气体的平均摩尔质量增大了1/8倍，则n值为：

A：1 B：2 C：3 D：4

[分析]：此题除上述方法外还可以巧解，即根据■=■，当m（总）不变时，■增大，n（总）必然减小，即3+1＞n+2，所以，n＜2，答案为A

升高温度，为了减弱这种改变，应该降低温度，这里的升高的是环境的温度，为了减弱这种改变，也就是要降低环境的温度（从环境获取能量，使环境温度降低，因而向吸热反应方向进行）放热反应使体系能量降低，环境温度升高，不符合勒夏特列理论

气体体积减少，因为容积不变所以压强减小，
气体体积减小，为使压强不变所以体积变大。

相同体积的气体，容积越大压强越小，容积越小压强则越大。

压强一定时，体积和容积成正比
容积一定时，体积和压强成反比

先给你说一个公式：
PV=NRT
(P是压强 V是体积 N是气体物质的量 R个是常数 T是温度)

温度不变的条件下，此反应总物质的量N在减小（2+1=>2），所以 P 和 V 一个不变，另一个一定会减小。也就是《容积不变压强少，压强不变容积少》

至于容积和体积，容积是对容器而言，体积是对物体而言，在这种化学题里容积等于体积。

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南明区15038691787： 高二化学等效平衡和等同平衡 - ？
标王新奕：[答案] 等效平衡 同一可逆反应,在相同的条件下,不同的起始状态,达平衡时,体系中各同种组分的相同(物质的量之比相等).也可以是 两个平衡状态效果相当,其中转化率、百分含量的值相等. 等同平衡 没什么大用 就是等效平衡的特例 ,两个反应浓度...

南明区15038691787： 高二化学的三大平衡,什么质子平衡,物料平 - ？
标王新奕： 电解质溶液中存在的三大守恒:质子守恒:得到的质子数目与失去的质子数目相等;电荷守恒:阳离子电荷总量与阴离子电荷总量相等;物料守恒:溶液中元素关系满足加入的物质中的元素之间的关系.

南明区15038691787： 高二化学“平衡移动方向”是什么意思?反应向正反应方向进行说的是V逆逐渐变大,V正逐渐变小? - ？
标王新奕：[答案] 是的,这是对应的化学反应中的一种:可逆反应 正方向和反方向,反应同时发生,就按反应方程式的比例,生成物也能逆向反应生成原来的反应物. 开始,正向的反应物多,正向的反应速度比较大,随着反应物的减少,正向反应速度减小,同时反向...

南明区15038691787： 谁知道化学平衡特点是什么?高二上半学期的知识! - ？
标王新奕：[答案] 化学平衡: 1.概念:一定条件下的可逆反应中,正,逆反应反应速率相等,反应混和物中各组分浓度,含量保持不变时的状态,叫做化学平衡状态(简称化学平衡). ①化学平衡是一定条件下可逆反应的终了状态(没有可逆反应,就没有化学平衡)...

南明区15038691787： 高二化学 化学平衡的题在3NO2+H2O(g)=2HNO3+NO的平衡体系中加入O2,则此化学平衡将_______答案:向正反应方向移动问:O2应该是与反应无关的... - ？
标王新奕：[答案] NO不稳定,易被O2氧化生成NO2,相当于减少了生成物而增加了反应物的量,平衡被打破,反应向正方向移动.

南明区15038691787： 高二化学 化学平衡？
标王新奕： .(1)因素:浓度,压强(反应物生成物中的气体系数一致则不影响),温度(只对放吸热反应影响),催化剂不影响. (2)如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动.

南明区15038691787： 高二化学平衡 - ？
标王新奕： 你要弄清楚,化学平衡的移动本质是因为浓度的变化,气体体积变化在同物质的量情况下自然就会引起浓度的变化. 我可以用形象点的语言来给你解释. 你所提的问题是在一个定容的容器中加入无关气体,你要注意到,气体都是自动扩散的,无关...

南明区15038691787： 高二化学平衡的计算题在容积为1L的密闭容器中,装有4molNO2,在一定温度时进行反应:2NO2(g)==(可逆)N2O4,在该温度下反应的平衡常数k=0.25,则... - ？
标王新奕：[答案] 你做的没错,但是对于这种方程,有种解法,就是分子分母都换一下,变成(4-2x)²/x=4,解得X=1或X=4(不合题意,舍去),X=1的话,那么NO2就是2mol

南明区15038691787： 高二化学:化学平衡 - ？
标王新奕： A(g)+3B(g)===2C(g) (===为可逆符号,g为气态物质) 1、为什么增大压强,化学平衡向计量数小的那边移动,也就是向正反应方向移动,怎么理解计量数? 答:勒沙特列原理,如果改变影响化学平衡的一个条件,平衡就会向能够减弱这种改...

南明区15038691787： 高二化学选修4平衡知识总结 - ？
标王新奕： 各条件使平衡移动变化,反应速率变化等.