
一、體系構(gòu)建
二、可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡建立
1.可逆反應(yīng)
(1)定義
在同一條件下,既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。
(2)特點(diǎn)
①二同:a.相同條件下;b.正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。
②一小:反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在;任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。
(3)表示
在方程式中用“”表示。
2.化學(xué)平衡狀態(tài)
(1)概念
一定條件下的可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。
(2)建立
(3)平衡特點(diǎn)
3.判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法
(1)動態(tài)標(biāo)志:v正=v逆≠0
①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。
②不同物質(zhì):必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA+bBcC+dD,=時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
(2)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變
①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。
②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。
③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。
總之,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標(biāo)志。
三、化學(xué)平衡移動
1.化學(xué)平衡移動的過程
2.化學(xué)平衡移動與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系
(1)v正>v逆:平衡向正反應(yīng)方向移動。
(2)v正=v逆:反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),不發(fā)生平衡移動。
(3)v正<v逆:平衡向逆反應(yīng)方向移動。
3.影響化學(xué)平衡的因素
(1)若其他條件不變,改變下列條件對化學(xué)平衡的影響如下:
改變的條件(其他條件不變)
化學(xué)平衡移動的方向
濃度
增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度
向正反應(yīng)方向移動
減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度
向逆反應(yīng)方向移動
壓強(qiáng)(對有氣體參加的反應(yīng))
反應(yīng)前后氣體體積改變
增大壓強(qiáng)
向氣體分子總數(shù)減小的方向移動
減小壓強(qiáng)
向氣體分子總數(shù)增大的方向移動
反應(yīng)前后氣體體積不變
改變壓強(qiáng)
平衡不移動
溫度
升高溫度
向吸熱反應(yīng)方向移動
降低溫度
向放熱反應(yīng)方向移動
催化劑
同等程度改變v正、v逆,平衡不移動
(2)勒夏特列原理
如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)以及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。
(3)“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響
①恒溫恒容條件
原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動。
②恒溫恒壓條件
原平衡體系容器容積增大,各反應(yīng)氣體的分壓減小―→
四、等效平衡
1.等效平衡的含義
在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,還是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。
2.等效平衡的判斷方法
(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)
判斷方法:極值等量即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 ?0 ??2 mol
③ 0.5 mol ?0.25 mol ?1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三種配比,按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則SO2均為2 mol,O2均為1 mol,三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。
④中a、b、c三者的關(guān)系滿足:c+a=2,+b=1,即與上述平衡等效。
(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)
判斷方法:極值等比即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol ?2 mol
③ a mol b mol c mol
按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則①②中=,故互為等效平衡。
③中a、b、c三者關(guān)系滿足:=,即與①②平衡等效。
(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)
判斷方法:無論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即等效,因?yàn)閴簭?qiáng)改變對該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無影響。
例如:H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②兩種情況下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互為等效平衡。
③中a、b、c三者關(guān)系滿足∶=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即與①②平衡等效。
3.虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡
(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式
新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。
(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見圖示)
新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動。
【典題精練】
考點(diǎn)1、考查可逆反應(yīng)的特點(diǎn)
6.一定條件下,對于可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,則下列判斷正確的是( )
A.c1:c2=3:1
B.平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為2:3
C.X、Y的轉(zhuǎn)化率相等
D.c1的取值范圍為0
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