化学平衡移动和速率的关系平衡向右移动是不是正反应速率变大?举出详细例子
化学平衡移动和速率的关系
平衡向右移动是不是正反应速率变大?举出详细例子
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化学平衡移动和速率的关系
平衡向右移动是不是正反应速率变大?举出详细例子
一、平均反应速率的计算
同一化学反应在同一段时间内的平均反应速率用不同的物质表示时数值往往不同,但存在如下关系:各物质的平均反应速率之比=化学方程式中各物质的系数之比=各物质的变化浓度之比=各物质的变化的物质的量之比.
例⒈反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在密闭容器中进行,分别用N2、H2、NH3三种物质在单位时间内浓度的变化表示该反应的速率V(N2)、V(H2)、V(NH3),则三者之间的关系正确的是(答案)
(A)V(N2)=V(NH3)(B)3V(H2)=2V(NH3)(C)V(NH3)=2V(H2)/3(D)V(H2)=3V(N2)
例⒉反应2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)在不同条件下反应速率如下,其中最快的是(答案)
(A)V(A)=3mol/(L·min)(B)V(B)=0.3mol/(L·s)
(C)V(C)=4.8mol/(L·min)(D)V(D)=1mol/(L·s)
二、外因对化学反应速率及化学平衡的影响
对于同一反应,其它条件不变,只改变下列条件之一:
⒈浓度
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增大反应物浓度减小反应物浓度增大生成物浓度减小生成物浓度
规律:⑴浓度对反应速率的影响(参阅速率-时间图象)
⑵增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动.
⑶改变固体或纯液体的物质的量不影响反应速率,不会引起化学平衡的移动.
例⒊对于平衡体系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,下列情况下平衡如何移动?
⑴加入FeCl3固体,平衡移动;答案
⑵加入NH4SCN固体,平衡移动;答案
⑶加入少量KCl固体,平衡移动;答案
⑷加入少量AgNO3固体,平衡移动;答案
⑸加水,平衡移动;答案
⑹加入少量KSCN溶液,平衡移动.答案
例⒋一定条件下,在体积不变的密闭容器中加入2molA和1molB发生如下反应:2A(s)+B(g)C(g),达到平衡时C的浓度为Wmol/L,在相同条件下,若按下列原料配比,用“>”、“=”、“<”填写下表:
起始状态
平衡时C的浓度
A
B
已知
2mol
1mol
c(C)=Wmol/L
①
2mol
2mol
c(C)Wmol/L
②
3mol
1mol
c(C)Wmol/L
③
1mol
1mol
c(C)Wmol/L
答案
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升高温度降低温度
规律:⑴升温,正逆反应速率均增大;降温,正逆反应速率均减小.其中吸热反应方向速率(V吸)改变程度大.
⑵升温,平衡向吸热反应方向移动;降温,平衡向放热反应方向移动.
例⒌20℃时将0.1mol/LNa2S2O3溶液10mL和0.1mol/L的硫酸溶液混合,2min后溶液中出现混浊,已知温度每升高10℃,化学反应速率增大到原来的2倍,那么50℃时,同样的反应出现混浊需要的时间是(答案)
(A)40s(B)15s(C)48s(D)20s
⒊压强:对于气体反应,有:
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增大压强减小压强
规律:⑴增大压强,正逆反应速率均增大;减小压强,正逆反应速率均减小.其中气体体积减小方向速率(V减)改变程度大.
⑵增大压强,平衡向气体体积减小方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大方向移动.
【注意】⑴改变压强的实质是改变参加反应气体物质的浓度,故压强与参加反应的固体或液体物质的反应速率无关.
⑵对于化学方程式中反应前后气体的系数和相等的反应以及平衡混合物都是固体或液体的反应,改变压强,平衡不移动.
【思考】在一定条件下的密闭容器中2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡状态,若增大压强,正逆反应速率如何变化(用速率-时间图象表示)?若反应为CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),情况又如何?
⑶在已达平衡状态的气体反应中加入稀有气体或与反应无关的气体:①等温等容,压强虽增大,但反应物浓度不变,故V正、V逆不变,平衡不移动;②等温等压,则容器体积增大,导致参加反应气体物质浓度均同等程度减小,但V正、V逆不同程度减小,平衡向气体体积增大方向移动.
【思考】一定条件下,在容积不变的密闭容器中,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态,若把N2、H2及NH3的浓度同时增大一倍,平衡如何移动?(相当于增大压强)
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规律:催化剂同等程度地改变正逆反应速率,故平衡不移动.
【注意】⑴催化剂可成千上万倍地改变反应速率,故85%以上化学反应都需催化剂
⑵催化剂在一定温度范围内才能充分发挥其催化作用,同时,工业生产中应防止催化剂中毒.
除浓度、温度、催化剂等能改变化学反应速率外,如果改变有气体参加反应的压强,就是改变单位体积内气体反应物的浓度,因此也会影响化学反应速率.此外,电磁波、超声波、反应物颗粒大小、溶剂的性质等,也会对化学反应速率产生影响.
勒沙特列原理(平衡移动原理):如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动.
例⒍下列事实中不能应用勒沙特列原理来解释的是(答案)
(A)往H2S水溶液中加碱有利于S2-的增多(B)加入催化剂有利于氨氧化反应
(C)高压有利于合成氨反应(D)500℃左右比室温更有利于合成氨反应
三、化学平衡状态的标志
化学平衡状态有两大特征:①正逆反应速率相等②平衡混合物中各组分的浓度保持不变,只要任具其一即可说明已达平衡状态.因此,判断一定条件下的可逆反应是否达到化学平衡状态,关键是看是否具备上述基本特征.
例⒎在一定温度下的密闭容器中,下列可以说明反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)已达平衡状态的是(C为有色气体)(答案)