高中化学浓度、温度、压强对化学平衡的影响
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浓度、温度、压强对化学平衡的影响解析
高中对化学反应条件对
化学平衡的影响一般介绍浓度、温度、压
强三种条件,归纳起来就是勒.夏特列原理:如果改变平衡系统
的条件
(如浓度、温度、压强)之一,平衡将向减弱这个改变的方向移动。
[1]其中浓度学生
最容易掌握;温度也只是在与化学反应速率同时出
现时,学生容易因平衡移动的原因而出现无法正确判断
化学反应速
率,问题也不大;在保持温度不变的条件,对于压强对化学平衡移动
的影响,由于增
大压强可以是压缩体积,也可以是充入某种惰性气体
(通常没有说明增大压强是指通过压缩体积),学生
对于前者基本可
以解决。但对于后者往往无法理解而经常出错。这是因为学生还没有
从本质上理
解压强对平衡移动的影响。对于一个可逆反应aA(g)+ bB
= cC(g)+ dD
(g)平衡常数可定量描述为:
Kc=([C]c*[D]d)([A]a*[B]b)[2] (1)
([A]、[B]、[C]、[D]为A、B、C、D平衡时的物质的量浓度)或
Kp=(pc(C)*pd(D))(pa(A)*pb(B))[3] (2)
(p(A)、p(B)、p(C)、p(D)为A、B、C、D平衡时的分压强)
因
此,增大压强对平衡移动的影响,本质上就看它是否对反应体系的
各物质的浓度或分压强产生影响,如何
影响。如果不影响,当然平稳
就不移动;如果使Qc
不同的角度对压强对平衡
移动的影响作出正确的解答。
一、压强:增大压强,平衡向气态物质系数减少的方向移动;减
1
少压强,平衡向气态物质系数增大的方向移动。其原理为:增大或减
少压强的过程中对反应中的任一气体效果相同,分压强增大或减少相
同的倍数,设增大或减少压强是任一
气体的分压强变为原来的n倍,
那么根据(2)式可得:Qp=Kp*n(c+d-a-b)
所以有:
(1)当n<1, c+d-a-b>0时,气体分压强减少,Qp
(2)当n<1, c+d
-a-b<0时,气体分压强减少,Qp>Kp,平衡向逆
反应方向,即气体体积系数增大的方向移动。
(3)当n>1, c+d-a-b>0时,气体分压强增大,Qp>Kp,平衡向逆
反应方向,即气体体积系数减少的方向移动。
(4)当n>1, c+d-a-b<0时,
气体分压强增大,Qp
从上式可以看到,准确判断平衡移动方向的关键不是看是否增大
压强,而是气态物质的分压强是否改变
。
二、浓度:增大压强或减少压强,如果物质的浓度增大,则平衡
向气态物质系数减
少的方向移动;如果物质的浓度不变,则平衡不移
动;如果物质的浓度减少,则平衡向气态物质系数增大
的方向移动。
其原理为:因为增大压强或减少压强对各物质浓度的影响效果是一样
的,所以设增
大压强或减少压强使各物质的浓度都变为原来的n倍。
根据(1)式可得到:
Qc=Kc*n(c+d-a-b)
所以有:
2
(1)当n<1, c+d-a-b>0时,气态物质浓度减少,Qc
(2)当n<1, c+d
-a-b<0时,气态物质浓度减少,Qc>Kc,平衡
向逆反应方向,即气体体积系数增大的方向移动
。
(3)当n>1, c+d-a-b>0时,气态物质浓度增大,Qc>Kc,平衡
向逆反应方向,即气体体积系数减少的方向移动。
(4)当n>1, c+d-a-b<0
时,气态物质浓度增大,Qc
从上式可以看到,准确判断平衡移动方向的关键不是看是否增大
压强,而是气态物质的浓度是否
改变。
三、体积:增大体积,平衡向气态物质系数增大的方向移动;减
少体积,平衡
向气态物质系数减少的方向移动。其原理为:在不添加
反应物、生成物的条件下,体积的变化与物质的分
压强变化成反比为:
pV=k
(p为气态物质的分压强,V反应体系的气
体总体积,k为一常
数)或体积的变化与物质浓度的变化成反比为:
n=cV
(n为物质的量,c物质的量浓度,V物质的体积)所以只要确
定
体系中所有气态物质的总体积是否改变就可以确定平衡移动的方
向。应用以上三个方法判断的实例如下:
例1:下例反应达到平衡后,增大压强可使平衡向逆反应方向移
动的是()
A、2NH
3
(g)=N
2
(g)+3H
2
(g)
B、C(s)+H
2
O(g)=CO(g)+H
2
(g)
3
C、2SO
2
(g)+O
2
(g)=2SO
3
(g)
D、H
2
(g)+I
2
(g)=2HI(g)
分析:
(1)分压强增大,平衡向气态物质体积系数减少的方向移动;
(2)物质的浓度增大,平衡向气体体积系数减少的方向移动;
(3)气态物质的总体积减少,平衡向气体体积系数减少的方向
移动;即选择A、B;
例2:在一定的温度下,可逆反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)达到平
衡,保持
体积不变,向反应混合物中加入少量He,则化学平衡()
A、向正反应方向移动;B、向逆反应方向移动;
C、不移动;D、无法确定;
分析:(1)分压强不变,平衡不移动;
(2)物质的浓度不变,平衡不移动;
(3)气态物质的总体积不变,平衡不移动;
即选择C;
例3:
在一定的温度下,可逆反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)达到平
衡,保持压强不变,向反
应混合物中加入少量He,则化学平衡()
A、向正反应方向移动;B、向逆反应方向移动;
C、不移动;D、无法确定;
分析:(1)分压强减小,平衡向气态物质体积系数增大的方向移动;
(2)物质的浓度变小,平衡向气体体积系数增大的方向移动;
(3)气态物质的总体积变大,平衡向气体体积系数增大的方向移动;
即选择B;
综合以上实际例子可以看到,在保持温度不变的条件,解决压强
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对平衡移动的影响,应用体积的改变与否来判断平衡移动的方向显得
最简单。
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