选修4_化学平衡_知识点总结

化学平衡、可逆反应1、定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应2、 表示方法：用”表示。如：H2 + I 2 一 2HI3、特点：参加反应的物质不能完全转化、化学平衡1、化学平衡状态的建立溶解平衡的建立化学平衡图像：从反应物达到平衡化学平衡的状态建立随着反应的进行，反应物不断减少，生成物逐渐增加，V（正）逐渐减小，V（逆）逐渐增大，当反应进行到某一时刻， V（正）=V（逆），此时，反应达到了其“限度”，反应 体系中各物质的物质的量、 浓度等都不再发生变化，但反应仍然在进行着，只是V（正） =V（逆），我们把这样的状态叫作化学平衡状态，简称化学平衡定义：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，就叫做化学平衡状态，简称化学平衡2、化学平衡的特征逆：化学平衡研究的对象是可逆反应等：化学反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，但都不等于零，即:V（正）=V（逆） 0动：化学平衡是动态平衡，反应处于平衡状态时，化学反应仍在进行，反应并没有停 定：化学反应处于化学平衡状态时，反应化合物中各组分的浓度保持一定，体积分数保持一定变：化学平衡是有条件的平衡状态，当外界条件变化，原有的化学平衡被破坏，直到 建立新的化学平衡。3、化学平衡的标志微观标志：V（A正）=V（A逆） 0实质宏观标志：反应混合物中个组分的浓度和体积分数保持不变4、化学平衡状态的判断基本依据： u （A正）=u （A逆）0，只要能证明此即可 基本依据：反应混合物中各组成成分的质量分数保持不变以xA +yB zC为例a、u （A 正）=u （A 逆）b、u （A 耗）=u （A 生）c、u （A 耗）:u （A 生）=xd、u （B耗）:u （C 耗）=y常见方法:直接的I、速率:间接:a、混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间改变而改变（x+y工z）b、各物质的浓度、物质的量、质量不随时间改变而改变c、各气体的压强、体积不随时间改变而改变d、 混合气密度、平均分子量、压强不随时间改变而改变（x+y丰z）三、化学平衡的移动1、定义：可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动2、化学平衡移动的原因化学平衡移动的原因是反应条件的改变引起反应速率的变化，使V（正）工V（逆），平衡混合物中各组分的含量也发生相应的变化3、化学平衡移动的标志微观：外界条件的改变使原平衡体系V（正）=V（逆）的关系被破坏，使 V（正）丰V（逆）,然后在新的条件下，重新建立V（正）=V（逆）的关系，才能表明化学平衡发生了移动宏观：反应混合物中各组分的体积分数发生了改变，才能说明化学平衡发生了移动4、化学平衡移动方向的判定外界条件的改变，首先影响的是化学反应速率，因此要判断平衡的移动方向，我们 首先必须知道条件改变对V（正）、V（逆）的影响哪个大些V（正）V（逆）：化学平衡向正反应方向（右）移动V（正）vV（逆）：化学平衡向逆反应方向（左）移动V(正)=V(逆)：化学平衡不移动四、外界条件对化学平衡的影响1、浓度增大反应物浓度U八t增大生成物浓度是否增加反应物或减少生成物的量都能使平衡向正反应方向移动；增加生成物或减少反应物 的量都能使平衡向逆反应方向移动？否。增大固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动对反应mA(g) + n B(g)pC(g) + qD(g)，若增大反应物 A的浓度，平衡将向正反应方向移动。反应物B的转化率将增大，而 A则减小速率-时间图（见上，从图像分析可得以下结论） 改变反应物的浓度，只能使正反应的速率瞬间增大或减小；改变生成物的浓度，只能 使逆反应的速率瞬间增大或减小 只要 V正）在上面，v（逆）在下面，即v（正）v（逆），化学平衡一定向正反应方向移 动，反之亦然 只要增大浓度，不论增大的是反应物还是生成物的浓度，新平衡状态下的反应速率一 定大于原平衡状态；减少浓度，新平衡条件下的反应速率一定小于原平衡状态2、温度升高温度，将增大化学反应速率， v（正）和 V逆）都将增大；降低温度，将减小化学反应速率,V（正）和V（逆）都将减小对于反应:吸热反应a + b = c改变压强的速率一时间0t0t在其他条件不变时:升高温度：平衡向吸热方向移动 升高温度，化学平衡移动后，在新的平衡状态下，化学反应速率一定大于原平衡状态的化学 反应速率，反之亦然3、压强对于反应：aA（g） + bB（g）cC（g）a + b c改变压强的速率一时间图像在其它条件不变时.;增大压强，会使平衡向着气体体积缩小的方向移动仕其它条件不变时.减小压强，会使平衡向着气体体积增大的方向移动在其他体积不变时：若反应前后气体体积不变，则平衡不移动浓度变化和压强变化的速率 -时间图像有何区别？压强改变的瞬间，正、逆速率都改变，故u -t图像出现“断点”浓度改变的瞬间，只有浓度发生改变的方向的速率发生变化，u -t图像无“断点”对于无气体参加的化学平衡，改变压强不能使化学平衡发生移动充入“无关气体”，如He Ne Ar或不参加反应的 N等有以下两种可能情况： 恒容时充入“无关气体” t引起总压增大，但各反应物的浓度不变t平衡不移动 恒压时充入“无关气体” T引起总体积增大T使各反应物浓度减小T各气体的分压减小T平衡向气体体积增大的方向移动压强的改变如果没有引起气体浓度的变化，则不能引起平衡的移动五、勒夏特列原理1、 定义：如果改变影响平衡的一个条件（如温度、压强、浓度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动勒夏特列原理不适用于未达到平衡的体系a、增大某种物质的浓度，化学平衡就向这种物质浓度减小的方向移动2、要点：b、增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动c、升高温度，化学平衡向吸热方向移动六、催化剂对化学平衡移动的影响由于催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率，化学平衡不移动七、化学平衡常数1、定义：达到平衡，这时各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数次 方的乘积所得的比值，常用 K表示2、表达式：对于一般的可逆反应，mA(g)+ nB(g) = pC(g)+ qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，cP(C) cq(D) K= cm(A) cn(B)化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中的万有引力常数一样都是一个常数，只要温度不 变，对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值；一般情况下使用平衡常数不注明单位3、影响因素：温度4、书写平衡常数关系式的规则=c(CO2) c(CO)二 c(CQ)c(H 2)如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓 度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。如：CaCO(s)CaO(s)+CQ(g)KCO(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)K稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中，如:Cr2O22CrO42+2Kk=2 2 +c(CrO4 )c (H )c(Cr 2&)非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CHOO= CHCOOC5+H2O Kc(CH3COOm)c(H 2O) c(C2H5OH)c(CHCOOH)373K时N2O4和NO的平衡体系。=2NO(g) 2N2NOdc(N2Q)1NO(g)=4NO(g) 2NO4c(NQ)2=2c(N2Q)20(g)2(g)NO(g)c(N 2O4)3 =2c(NQ)即K12= K2 =厂，所以平衡常数必须与反应方程式相互对应K3化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数： 若反应方向改变，则平衡常数改变，正、逆反应的平衡常数互为倒数 若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，则平衡常数扩大或缩小相应次方倍5、平衡常数的应用化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行的完 全程度。一个反应的K值越大，平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大。浓度商：mA(g)+ nB(g) = pC(g)+qD(g)，在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度如下关 cP(C) cq(D)；系: Q-cm(A) cn(B)；Q K时，说明产物的浓度比平衡浓度大，平衡向逆反应方向移动可以利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方K时，平衡在向正反应方向移动进行建立平衡：Q= K时，反应达到平衡、Q K时，平衡向逆反应方向移动八、等效平衡定义：在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到平衡时，同种物质的质量分数相同，这样的平衡称为等 效平衡有关化学平衡图像的分析思路一看：面。弄清楚横坐标、纵坐标的含义1二看：线。看清曲线的走向和变化趋势看懂图像：三看：点。分析原点、交点、转折点、终点等含义 四看：辅助线。等温线、等压线等五看：量变。判断图像中相关量的关系联想规律：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律作出判断下结论：反应物的聚集状态，反应的热效应，气体体积的增大或减小等图像题的分类已知反应物、生成物的量随时间变化的曲线，推断反应方程式：如A图已知反应的速率（V正、V逆）与时间的关系曲线，推测改变的单一反应条件：如BCD图已知不同温度活压强下反应物的转化率（a ）与时间的关系曲线或反应物（生成物）百分含量与时间的关系曲线，推测温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的 化学计量数的关系：如 E、F、G图已知不同温度下的转化率一压强图像活不同压强下的转化率一温度图像，推断可逆反 应的热效应活反应的气体物质间的化学计量数的关系：如图H I0DtA%Ti2tG