准确判断化学平衡移动的方向

1 考点六 准确判断化学平衡移动的方向 方法有两种 1 勒夏特列原理 定性的 2 化学平衡常数法 定量的 一 勒夏特列原理 改变影响平衡的一个因素 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 两层意思 1 平衡移动方向 与改变条件相反的方向 2 平衡移动程度 不能抵消这种改变 例 1 在一个体积不变的密闭容器中 aA g bB g cC g dD g 反应达到化学平衡状态 再加入 一定量的 A 判断 1 平衡移动方向 2 达到新的平衡后 c A c B c C c D A B 转 化率和体积分数如何变化 依据勒夏特列原理 再加 A A 与 B 将更多反应生成 C 和 D v 正 v 逆 平衡向右移动 c B 会 减少 c C c D 会增大 但是 c A 还是增大 理由是平衡移动不能抵消加入的 A 因此 达到 新的平衡后 A 的体积分数增大 B 的体积分数减小了 转化率则反之 例 2 在温度 t 时 在体积为 1L 的密闭容器中 使 1molPCl5 g 发生分解 1molPCl5 g PCl3 g Cl2 g 当反应达到平衡后 再加入 1molPCl5 g 化学平衡如何移动 有两种解释 一是从浓度增大 二是从压强增大 从而得出相反的结论 原因是 改变条件 认识不准确 当 T V 一定时 n PCl 5 增大 则 P PCl5 增大 从而引起 P 总增 大 但此时不能理解为 增大压强 对平衡的影响 因为勒夏特列原理中 改变压强 指的是 各组分的分压同时增大或减少 容器体积增大或缩小 同等比例增大或减小各气体组分的物质的量 相同倍数而引起体系总压改变 此时 才能认为 是改变压强 而不能认为总压发生改变就是 改变压强 对平衡的影响 所以此题浓度解释是正确的 例 3 一定温度下 有下列可逆反应 2NO2 N2O4 在体积不变的密闭容器中 NO2与 N2O4气体达到化 学平衡状态 如果向密闭容器中再加入 NO2气体 判断 1 平衡移动方向 2 达到新的平衡后 NO2的体积分数与原平衡相比增大还是减小 3 如果改为加入 N2O4呢 例 4 在装有可移动活塞的容器中进行如下反应 N 2 g 3H2 g 2NH3 g 反应达到平衡后 保持 容器内温度和压强不变 通入一定氮气 试判断平衡向哪个方向移动 此题变化的条件不是 一个 而是 多个 若认为改变条件只是通入一定量氮气后 氮气浓度增大 则根据勒夏特列原理平衡应该正向移动 就会得出不准确的答案 因为 充入氮气为了保持压强不 变 容器体积会增大 则氢气和氨气浓度均减少 所以改变的条件为 多个 此时 利用勒夏特列 原理不一定能做出正确判断 上述平衡可能正向移动 逆向移动或不移动 二 平衡常数法 上题 充入氮气后 氮气浓度增大 则氢气和氨气浓度减小 且减小倍数相同 设 C N2 m C N2 C H2 m C H2 C NH3 nC NH3 m 1 n 1 则 Q 1 mn K mn 1 平衡正向移动 mn 1 逆向移动 mn 1 不移动 练习 1 某恒温密闭容器中 可逆反应 A s B C g Q 达到平衡 缩小容器体积 重新达到 平衡时 C g 的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等 以下分析正确的是 A B A 产物 B 的状态只能为固态或液态 B 平衡时 单位时间内 n A 消耗 n C 消耗 1 1 C 保持体积不变 向平衡体系中加入 B 平衡可能向逆反应方向移动 D 若开始时向容器中加入 1molB 和 1molC 达到平衡时放出热量 Q 2 某温度下 在一容积可变的密闭容器中进行反应 反应 达到平衡时 2x g Y g 2R g 反应达到平衡时 X Y 和 R 分别为 4mol 2mol 4mol 保持温度和 压强不变 对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整 可使平衡右移是 A 均减半 B 均加倍 C 均增加 1 mol D 均减少 1 mol 2 解析 由题知 该反应是在恒温恒压条件下 只要 x Y 和 R 的物质的量之比符合 4 2 4 都处于平衡状态 A 均减半 体积会相应减半 既浓度不变 故平衡不移动 B 均加倍 体积会相应加倍 既浓度不变 故平衡不移动 C 均增加 1mol 即 X Y R 分别为 5mol 3 mol 5 mol 与平衡不移动 X Y R 分别为 5mol 2 5mol 5 mol 相比 相当于增加 0 5 molY 则平衡右移 D 均减少 1mol 即 X Y R 分别为 3mol 1mol 3mol 与平衡不移动 X Y R 分别为 3 mol 1 5 mol 3 mol 相比相当于减少 0 5 molY 则平衡左移 答案选 C 3 某温度下 在容积固定的密闭容器中进行反应 2x g Y g 2R g 反应达到平衡时 X Y 和 R 的量分别为 4 mol 2 mol 和 4 mol 保持温度和容积不变 对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整 可使平衡右移的是 A 均减半 B 均加倍 C 均增加 1 mol D 均减少 1 mol 解析 本题容器体积固定 可根据浓度商 Q 与平衡常数 K 的大小关系判断平衡移动方向 设容器体积为 V 则该温度下的平衡常数为 A 中均减半 则浓度商 则平衡向左移动 B 中均加倍 则浓度商 则平衡向右移动 C 中均增加 1 则浓度商 则平衡向右移动 D 中均减少 1 mol 则浓度商 则平衡向左移动 答案选 BC 4 某温度下 在一容积固定的密闭容器中进行反应 2x g Y g 2R g 反应达到平衡时 X Y 和 R 分别为 4 mol 2mol 和 4mol 保持温度和容积不变 按 2 1 2 向 该密闭容器中充入 X Y 和 R 三种气体 则平衡移动方向为 A 不移动 B 向左移动 C 向右移动 D 无法确定 2 14 2molVVKmolLl AA21 1lQVolLKoV AA218 4mlolo AA 3 解析 保持温度和体积不变 向另一密闭容器中充入 X Y 和 R 分别为 4 mol 2 mol 和 4 mol 则平衡不移动 然后再将这两个容器合并 即合并后的容器体积是原容器体积的两倍 由于各物 质浓度不变 故平衡不移动 然后将容器体积压缩为原容器体积 即相当于增大压强 平衡将向着 气体体积减小的方向移动 即反应向右移动 答案选 C 5 高炉炼铁的总反应为 Fe 2O3 s 3CO g 2Fe s 3CO 2 g 请回答下列问题 1 一定温度下 在体积固定的密闭容器中发生上述反应 可以判断该反应已经达到平衡的是 A 密闭容器中总压强不变 B 密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变 C 密闭容器中混合气体的密度不变 D c CO c CO 2 E Fe 2O3 的质量不再变化 2 一定温度下 上述反应的化学平衡常数为 3 0 该温度下将 4molCO 2molFe 2O3 6molCO 2 5molFe 加入容积为 2L 的密闭容器中 此时反应将向 反应 方向进行 填 正 或 逆 或 处于平衡状态 反应达平衡后 若升高温度 CO 与 CO2 的体积比增 大 则正反应为 反应 填 吸热 或 放热 2 温 度 不 变 该 反 应 化 学 平 衡 常 数 K c3 CO2 c3 CO 不 变 起 始 时 c3 CO2 c3 CO 6 2 3 4 2 3 27 8 K 3 0 则 此 时 反 应 必 须 向 逆 反 应 方 向 进 行 使 生 成 物 浓 度 减 小 反 应 物 浓 度 增 大 c3 CO2 c3 CO 的 比 值 才 能 减 小 为 3 0 才 能 达 到 该 温 度 下 的 化 学 平 衡 由 于 化 学 平 衡 常 数 等 于 生 成 物 浓 度 幂 之 积 与 反 应 物 浓 度 幂 之 积 的 比 值 则 该 反 应 的 平 衡 常 数 为 c E c2 A c B 升 高 温 度 CO 与 CO2 的 体 积 比 增 大 后 者 说 明 平 衡 向 逆 反 应 方 向 移 动 前 者 导 致 平 衡 向 吸 热 反 应 方 向 移 动 即 逆 反 应 是 吸 热 反 应 则 正 反 应 是 放 热 反 应 6 在一定温度条件下 对于已达到平衡的可逆反应 FeCl3 3KSCN 3KCl Fe SCN 3 在此溶 液中作如下处理 化学平衡逆向移动的是 A 加入少量的 KCl 固体 B 加入少量 FeCl3 固体 C 减少 Fe SCN 3 的浓度 D 加水稀 答案 D 解析 该反应的本质是 Fe3 3SCN Fe SCN 3 任意时刻的浓度商为 因为 KCl 没有参加反应 因此改变 KCl 的量不会影响到平衡的移动 故 A 项错误 加入少量 FeCl3 固体 或减少 Fe SCN 3 的浓度 均会使 Qc K 平衡正向移动 故 B C 均错误 加水稀释 使 c Fe3 c SCN 和 c Fe SCN 3 的浓度均减小 但 c Fe3 c SCN 减小的更快 使 Qc K 平衡逆向移动 故 D 正确