
1.了解化學平衡移動的含義?!?.了解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響,并能判斷平衡移動的方向?!?.能進行化學平衡常數、轉化率的簡單計算。4.學會識別平衡移動的圖像,培養(yǎng)從圖像中挖掘信息的能力。5.了解勒夏特列原理在生產生活和科學研究領域中的重要作用。
(1)定義:在 下,既能向 方向進行又能向 方向進行的化學反應。(2)表示方法:采用“ ”連接,把從左向右進行的反應稱作 ,把從右向左進行的反應稱作 。例如:合成氨反應 。
注意:可逆反應總是不能進行到底,得到的總是反應物與生成物的混合物。
在一定條件下的容積不變的密閉容器中,合成氨反應如下:
合成氨反應中有關物質的濃度隨時間變化如圖所示:
由a圖可知:N2與H2發(fā)生反應。隨著反應的進行,體系中NH3的濃度逐漸 ,而N2與H2的濃度逐漸 。從某一時刻開始,它們的濃度均 。由b圖可知:NH3發(fā)生分解反應。隨著反應的進行,體系中N2與H2的濃度逐漸 ,而NH3的濃度逐漸減小。從某一時刻開始,它們的濃度均 。
圖解化學平衡的建立過程
在一定條件下,把某一可逆反應的反應物加入固定容積的密閉容器中,反應過程如下:
最大, 為零。
反應物濃度逐漸 → v正逐漸 。生成物濃度由零逐漸升高→ v逆從 開始逐漸 。
v正=v逆,反應混合物中各組分的濃度 。
以上過程可用圖示表示:
1、定義:在一定條件下的 反應里,正反應和逆反應速率 ,反應混合物中各組分的濃度 的狀態(tài)。簡稱 ,化學平衡是一種 平衡。2、前提:3、實質:4、標志:
v正 = v逆 ≠ 0
反應混合物中各組分濃度保持不變。
化學平衡狀態(tài)的判斷方法
直接判斷:(1) v正 = v逆 ≠0(2)同一物質的消耗速率與生成速率相等。(3)各物質的濃度保持不變。
間接判斷:(1)各物質的百分含量保持不變。(2)各物質的物質的量保持不變。(3)各氣體的體積保持不變。(4)反應物的轉化率保持不變。(5)平衡體系的顏色保持不變。(6)絕熱的恒容反應體系中的溫度保持不變。
以I2(g) + H2(g) 2HI(g)為例
c (I2)·c (H2)
概念:對于一般的可逆反應,如 ,在任意時刻的 稱為濃度商,常用Q表示。
使用范圍:任意時刻的可逆反應(固體或液體純物質一般不列入濃度商)
在一定溫度下,當一個可逆反應達到化學平衡時,反應物濃度冪之積與生成物濃度冪之積的比值是一個常數,這個常數就是該反應的化學平衡常數。用符號“K”表示。
平衡時的可逆反應(固體或液體純物質一般不列入平衡常數)
①平衡常數K只受溫度影響。隨溫度的變化而變化,與反應物或生成物的濃度無關,也與反應是從正向開始還是從逆向開始無關。②對于正反應是吸熱反應的可逆反應,升高溫度,平衡右移,K值變大;降低溫度,平衡左移,K值變小。若正反應為放熱反應則相反。
利用平衡常數可從定量的角度解釋恒溫下濃度、壓強對化學平衡移動的影響。當Q=K時,反應處于平衡狀態(tài),v正= v逆;當Q v逆;當Q>K時,反應向逆反應方向進行,v正 < v逆。
K值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例越大,正向反應進行的程度越大,即該反應進行得越完全,反應物轉化率越大;反之,就越不完全,轉化率就越小。
若升高溫度,K值增大,則正反應為吸熱反應;若升高溫度,K值減小,則正反應為放熱反應。
實驗方案:研究體系:變量控制:溫度等其他因素不變,只改變一種物質的濃度。
驗證濃度對化學平衡的影響
如何增加反應物的濃度?
如何減小反應物的濃度?
滴加飽和FeCl3溶液或高濃度的KSCN溶液
加入鐵粉降低Fe3+濃度
保持溶液總體積(基本)不變,使其他粒子濃度不變
實驗操作:將 5 mL 0.015 ml·L-1 KSCN 溶液和 5 mL 0.005 ml·L-1 FeCl3 溶液混合
滴入4滴 1 ml·L-1 KSCN 溶液
平衡后均分在a、b、c三支試管中
實驗現象:將 5 mL 0.015 ml·L-1 KSCN 溶液和 5 mL 0.005 ml·L-1 FeCl3 溶液混合
其他條件不變時: 減小生成物的濃度,平衡向正反應方向移動; 增大生成物的濃度,平衡向逆反應方向移動。
概念理解: 當一個可逆反應達到平衡后,如果濃度、壓強、溫度等反應條件改變,原來的平衡狀態(tài)被破壞,化學平衡會移動,在一段時間后會達到新的化學平衡狀態(tài)。
過程分析:
驗證壓強對化學平衡的影響
NO2濃度比②中的減小
NO2濃度比②中的增大
當該可逆反應達到平衡,其他條件不變時:增大壓強,平衡向正反應方向移動;減小壓強,平衡向逆反應方向移動。
該反應中反應前后氣體的物質的量有什么變化特點?
該反應正反應方向是氣體分子數減小的反應, 逆反應方向反應是氣體分子數增大的反應。
其他條件不變時, 增大壓強(減小容器的容積)會使化學平衡向氣體體積縮小的方向移動; 減小壓強(增大容器的容積),會使平衡向氣體體積增大的方向移動。
對于只有固體或液體參加的反應,體系壓強的改變會使化學平衡移動嗎?
對于反應前后氣體物質的總體積沒有變化的可逆反應,壓強改變不能使化學平衡發(fā)生移動。
固態(tài)或液態(tài)物質的體積受壓強影響很小,可以忽略不計。當平衡混合物中都是固態(tài)或液態(tài)物質時,改變壓強后化學平衡一般不發(fā)生移動。
驗證溫度對化學平衡的影響
如果改變影響平衡的一個因素(如溫度、壓強及參加反應的物質的濃度),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。 這就是勒夏特列原理,也稱化學平衡移動原理。
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