化学平衡的移动和化学反应进行的方向
化学平衡移动K反应方向 解析

考点二 化学平衡移动1.化学平衡移动的过程2.化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v 正>v 逆:平衡向正反应方向移动。
(2)v 正=v 逆:反应达到平衡状态,不发生平衡移动。
(3)v 正<v 逆:平衡向逆反应方向移动。
3.影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向 浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度向放热反应方向移动催化剂 同等程度改变v 正、v 逆,平衡不移动(2)勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(3)“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温恒容条件原平衡体系――――――→充入惰性气体体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温恒压条件原平衡体系――――――→充入惰性气体容器容积增大,各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)1.(2019·桂林高三质检)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是()A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥3.在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是____(填字母)。
[讲解]当压强和浓度对平衡影响不一致时
![[讲解]当压强和浓度对平衡影响不一致时](https://img.taocdn.com/s3/m/0e5a72d09fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d627.png)
当压强和浓度对平衡影响不一致时请读此文化学平衡知识是中学化学教学中的一个难点,学生在运用勒沙特列原理判断化学反应进程和判断平衡移动方向时,经常会碰到与勒沙特列原理有矛盾的问题,特别是浓度对化学平衡移动影响,其判断更是感到束手无策。
下面举2个比较常见的例子。
问题1. t℃,在1L密闭容器中加入1molPCl5后,反应:PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g),达到平衡,当向平衡体系中再加入1molPCl5反应物时。
对该化学平衡的移动有两种解释:(1)由勒沙特列原理知,增加反应物浓度,平衡向正方向移动。
所以,增加PCl5浓度,平衡必然向正方向移动;(2)由勒沙特列原理知,增加压强,平衡向体积缩小方向移动。
所以,增加反应物PCl5浓度,相当于增加体系的压强,压强增加,平衡向体积减小的方向移动,即,平衡向逆方向移动。
问题2. 25℃时,向0.1mol•L-1的HAc溶液中加入HAc,使溶液浓度达到0.2mol•L-1。
对该化学平衡的移动有两种解释:(1)由勒沙特列原理知,增加反应物浓度,平衡向正方向移动。
即,增加HAc浓度,平衡应该向电离方向移动,醋酸的电离度增加;(2)由电离度知,25℃时,0.1mol•L-1的HAc 的电离度为1.32%,0.2mol•L-1 HAc 的电离度为0.948%,可见,增加反应物浓度,醋酸的电离度减小,平衡向逆方向移动。
显然,上述2个问题中,每题都有2个完全相反的回答,肯定只能有一个答案是正确的。
那么,为什么用勒沙特列原理解释同一问题时会产生截然不同而且自相矛盾的答案呢?下面就此进行讨论。
1 勒沙特列原理的应用条件上述问题中之所以出现两种截然不同的答案,是由于在使用勒沙特列原理时忽略了勒沙特列原理的使用条件。
勒沙特列原理是这样表述的:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、压力等)时,平衡就能向减弱这种改变的方向移动。
可见,在使用勒沙特列原理判断平衡移动方向时,只能“单一因素”发生改变。
化学平衡与化学反应方向

化学平衡与化学反应方向化学平衡是指在一个封闭系统中,化学反应前后,各种物质的摩尔浓度达到一定的比例,反应速率相等,反应物和生成物的摩尔浓度保持不变的状态。
在化学平衡中,反应物与生成物之间存在着动态的平衡,即正反应和逆反应同时进行,同时速率相等。
当外界条件改变时,平衡会发生移动,使得化学反应方向发生变化。
化学反应方向是指在一个化学反应过程中,反应物转变为生成物的方向。
根据利用化学反应物质平衡常数的定义可以判断反应的方向,平衡常数K是一个无量纲比值的数值,它描述了反应物和生成物的浓度之间的关系。
在化学反应中,如果K大于1,则生成物的浓度较大,反应向生成物方向进行,反之,如果K小于1,则反应物的浓度较大,反应向反应物方向进行。
当反应达到平衡后,根据化学平衡原理,系统中的物质的浓度保持不变,但是当外界条件改变时(如温度、压强、浓度等),平衡会被打破,反应会重新进行,以寻找新的平衡。
根据Le Chatelier原理,当系统达到平衡时受到外界的扰动,系统会产生一种作用以减弱这种扰动,以恢复平衡。
根据这个原理,我们可以预测化学反应在受到不同外界条件的影响下,它们的方向会如何变化。
1. 温度对反应方向的影响在化学反应中,温度的改变可以改变反应的方向。
一般来说,当反应为放热反应时,增加温度会使得反应向右移动,即生成物的浓度增加;而当反应为吸热反应时,增加温度会使得反应向左移动,即反应物的浓度增加。
这是因为放热反应吸收较少的能量,当温度升高时,系统会向吸热反应的方向进行以吸收多余的能量,反之亦然。
2. 压力/体积对反应方向的影响对于涉及气体的化学反应,改变压力或体积也会改变反应的方向。
当反应物和生成物的摩尔数不同,改变压力或体积会导致系统向摩尔较少的一方移动以达到平衡。
例如,当压力增加时,系统会向摩尔较少的一方移动,以减少压力;当压力减小时,系统会向摩尔较多的一方移动,以增加压力。
这是因为摩尔数较多的一方所占的空间较大,压力下降时会更有利。
化学平衡的移动 化学反应进行的方向

(3)复合判据 过程的自发性只能用于判断过程的 ________,不能确定 过程是否一定发生和过程发生的速率。综合考虑________和 ________的复合判据,将更适合于所有的过程。
答案: 1.外力 2. (1)焓变 (2)混乱 于 熵变 (3)方向 焓判据 熵判据 混乱 S J· mol 1· K
知识梳理· 打基础
速效提升· 提素能 合作学习· 速通关 课时作业 方法技能· 破难点
知识梳理· 打基础01
夯实基础 厚积薄发
一、外界条件对化学平衡的影响 1.化学平衡移动的过程:
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系: (1)v(正 )______v(逆 ):平衡向正反应方向移动。 (2)v(正 )______v(逆 ): 反应达到平衡状态, 平衡不发生移 动。 (3)v(正 )<v(逆 ):平衡向 ________方向移动。
必考部分
第七单元 化学反应速率和化学平衡
第3节
化学平衡的移动 化学反应进行的方向
考纲解读
1.理解外界条件浓度、温度、压强、催化剂等对 化学平衡的影响,认识其一般规律。 2.了解化学平衡的调控在生活、 生产和科学研究领 域中的重要作用。
考情剖析
本节重点考查: 1会判断条件改变引起的平衡移动方向; 2平衡、速率有关的图象分析与判断。 分析近三年高考,仍会以图表或图象的形式分析 判断化学平衡移动的方向或分析影响化学平衡移动 的因素等方面进行命题。
3.外界因素对化学平衡的影响。 增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡 向移动;减小反应物浓度或增大 浓度→ 生成物浓度,平衡 向移动 对于反应前后气体分子数不等的反应,增 大压强,平衡向气体分子数 的方向移动; 的 压强→减小压强,平衡向气体分子数 方向移动。若反应前后气体分子数相等, 改变压强平衡 移动
高考化学化学平衡的移动和化学反应进行的方向

28 反应产物 总熵与□ 29 反应物 总熵 (4)反应的熵变 ΔS 为□ 30 正值 , 31 增加 反应, 32 之差。 熵变的数值通常是□ 为熵□ 熵□
增加 有利于反应自发进行,而有些熵减小的反应在一定条件
下也可以自发进行。因此熵变是与反应能否自发进行有关的 又一个因素,但也不是唯一因素。
33 温度、压强 (5)在□
20 混乱度 的一个物理量,符号为 (3)熵是用来描述体系□ 21 S ,熵值越大,体系□ 22 混乱度 越大,在同一条件下,不 □ 23 不同 ,而同一物质的熵与其 □ 24 聚集 状态及 同物质的熵□ 25 外界 条件有关,如对同一物质来说,S(g)□ 26 □
> S(s)。
27 > S(l)□
一定的条件下,化学反应的方向
34 焓变 和□ 35 熵变 共同影响的结果,反应方向的 是反应的□ 36 ΔH-TΔS 判据为□ 37 ΔH-TΔS<0 □ 。 ,反应能自发进行;
38 □ 39 □
ΔH-TΔS=0 ,反应达到平衡状态; ΔH-TΔS>0
,反应不能自发进行。
40 温度、压强 一定的条件 这个判据用文字表述为:在□ 41 ΔH-TΔS<0 的方向进行,直至达 下,自发反应总是向□ 42 平衡 状态。此判据指出的是在 □ 43 温度、压强 一定的 到□ 44 趋势 ,即反应发生的可能性, 条件下,反应自动发生的 □ 它并不说明在该条件下可能自发进行的反应能否实际发生。
2.影响化学平衡移动的因素 (1)浓度。 其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物 1 正反应 方向移动,此时 v 正□ 2 > v 逆; 浓度,平衡向□ 3 减小反应物浓度或增大生成物浓度 反之,如果□ 4 逆反应 方向移动,此时 v 正□ 5 < 化学平衡向□ ,可使 v 逆。
高中化学平衡移动、化学反应的方向(含答案)

化学平衡移动、化学反应的方向一、选择题1.(2011·山东省烟台市高三)可逆反应CO+NO2CO2+NO的反应速率与反应物浓的关系为v=kc(NO2)。
一定温度下,该反应在一定体积的密闭容器中达到平衡状态,此时向容器中充入一定量的CO气体,下列叙述错误的是()A.正反应速率增大,平衡向正反应方向移动B.浓度商Qc减小,平衡向正反应方向移动C.反应物的焓增大,平衡向正反应方向移动D.CO气体分压增大,平衡向正反应方向移动1.答案:A2.在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表。
[来源:] CO2H2CO H2O甲a mol a mol 0 mol 0 mol乙2a mol a mol 0 mol 0 mol丙0 mol 0 mol a mol a mol丁a mol 0 mol a mol a mol上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是()A.乙=丁>丙=甲B.乙>丁>甲>丙C.丁>乙>丙=甲D.丁>丙>乙>甲2.答案:A解析:依题意列举为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)甲:a mol a mol 0 0乙:2a mol a mol 0 0丙:0 0 a mol a mol丁:a mol 0 a mol a mol采用“一边倒”得甲与丙相同(等效),乙与丁等效,乙相当于在甲已达到平衡的基础上再增加a mol CO2,平衡正向移动使乙中n(CO)大于甲中n(CO)。
3.下列说法正确的是()A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g);ΔH=+185.57 kJ/mol能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向3.答案:B4.如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。
影响化学平衡移动的因素及图像化学反应进行的方向

2.化学反应方向的判据
(2)熵判据
混乱程度 的物理量,符号____ ①熵:量度体系_________ S , 气 态时熵值最大,____ 液 态时次 同一种物质,____
固 态时最小。 之,____ ②熵增原理:在与外界隔离的体系中,自发过 增大 ,即熵变______ 大于 零。 程将导致体系的熵______ ③熵判据:体系的混乱度______,ΔS____0, 反应有自发进行的倾向,但有些熵减的过程也 能自发进行。
2SO2 + O2
2SO3
v v(正)
升高温度 , v(逆) , , · v(正)= v(逆)在硫酸工业的实 , 际生产中控制的 v(正)=v(逆)· v(正)
v(逆) 0 t1
温度为400℃500℃,为什么?
t
t2
t3
使用催化剂平衡不移动 催化剂仅同等程度地改变正、逆反应速率
[总结]改变反应条件时平衡移动的方向
增大生成物浓度或 化学平衡向逆 V逆>V正 减小反应物浓度 反应方向移动
注:固态或纯液态物质的浓度是常数,改变固态 或纯液态物质的量,反应速率不变,不能使平衡 发生移动
想一想?
人体吸入CO后,空气中的CO、O2与人 体的血红蛋白将建立如下平衡: CO + HemO2 O2 + HemCO (Hem为血红 蛋白)当HemCO的浓度为HemO2浓度的2%时, 人的智力将受到严重损伤。 如果有人CO中毒,根据平衡移动原理, 你认为该怎么办?
3、反应mA(s)+nB(g) qC(g); △H>0 中,在恒温的条件下,B的体积分数(B%)与压 强P的关系如图所示,有关叙述正确的是( CD ) A.m+n<q B. n>q C. x点,V正>V逆,y点,V正<V逆 B% D. X点比y点反应速率慢
化学平衡的移动 化学反应进行的方向

备课组高三化学主备人陈倩倩审核人杜红星课题化学平衡的移动化学反应进行的方向时间[考点预测]1.外界条件对化学平衡的影响。
2.化学平衡移动过程中相关量变化的分析。
3.以图像的形式综合考查化学反应速率与化学平衡移动的关系。
4.利用焓变、熵变判断化学反应进行的方向。
【基础梳理】一、化学平衡移动1.概念可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件(如、、等)发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之,从而在一段时间后达到。
这种由旧平衡向新平衡的变化过程,叫做化学平衡的移动。
3.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系(1)v(正)>v(逆):平衡向正反应方向移动。
(2)v(正)=v(逆):反应达到平衡状态,不发生平衡移动。
(3)v(正)<v(逆):平衡向方向移动。
二、影响化学平衡移动的因素勒沙特列原理:如果改变影响化学平衡的某一条件,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动.(1)浓度: 增反应物浓度或减生成物浓度, 平衡移动减反应物浓度或增生成物浓度, 平衡移动.(2)温度: 升温,平衡向方向移动;降温,平衡向方向移动.(3)压强: 加压,平衡向气体体积方向移动;减压,平衡向气体体积方向移动.(4)催化剂: 对化学平衡无影响,但能缩短到达平衡所需的时间.三、化学反应进行的方向1.自发过程(1)含义:在一定条件下,不需要借助外力作用就能自发进行的过程。
(2)特点①体系趋向于从状态转变为低能量状态(体系对外部或热量)。
②在密闭条件下,体系有从转变为的倾向性(无序体系更加稳定)。
2.化学反应方向的判据①焓判据:放热过程中体系能量,ΔH ,具有自发进行的倾向,但有些吸热反应也可以自发进行,故只用焓变判断反应方向不全面。
②熵判据:体系的混乱度(即熵增),ΔS ,反应有自发进行的倾向。
但有些熵减的过程也能自发进行,故只用熵判据判断反应方向不全面。
复合判据:ΔG=ΔH - TΔS,ΔG 反应非自发进行,ΔG 反应处于平衡状态,ΔG 反应自发进行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
配餐作业(二十三)化学平衡的移动和化学反应进行的方向1.(2018·河北石家庄测试)下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )A .2N 2(g)+O 2(g)===2N 2O(g) ΔH =+163 kJ·mol -1B .Ag(s)+12Cl 2(g)===AgCl(s) ΔH =-127 kJ·mol -1 C .HgO(s)===Hg(l)+12O 2(g) ΔH =+91 kJ·mol -1 D .H 2O 2(l)===12O 2(g)+H 2O(l) ΔH =-98 kJ·mol -1 解析 当ΔH <0,ΔS >0,反应在任何温度下均有ΔH -T ΔS <0,故反应自发进行。
A 、C 项中的ΔH >0,不符合要求;B 项中的ΔS <0,不符合要求;D 项中的ΔH <0,ΔS >0,符合要求。
答案 D2.(2018·杭州模拟)反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的ΔH 、ΔS 应为( )A .ΔH <0,ΔS >0B .ΔH <0,ΔS <0C .ΔH >0,ΔS >0D .ΔH >0,ΔS <0解析 由反应方程式可看出反应后气体物质的量增加,ΔS >0。
又由于反应能自发进行的前提是ΔH -T ΔS <0,该反应在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,说明ΔH >0。
答案 C3.(2018·沧州质量监测)已知反应X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH的能量变化如图所示。
下列说法正确的是()A.ΔH=E2-E1B.更换高效催化剂,E3不变C.恒压下充入一定量的氦气n(Z)减少D.压缩容器,c(X)减小解析ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=E1-E2,故A 项错误;更换高效催化剂,降低反应活化能,反应速率加快,该反应中(E3-E2)为活化能,E2为反应物的总能量,E2不变,活化能降低,则E3减小,故B项错误;恒压下充入一定量的氦气,容器体积增大,反应体系的分压减小,平衡向气体分子数增多的方向移动,则n(Z)减少,故C项正确;压缩容器体积,压强增大,平衡向右移动,n(X)减小。
压缩容器,体积减小,各物质的浓度都增大,平衡移动只能减弱这种改变,而不能消除,故c(X)还是比原来大,故D项错误。
答案 C4.(2018·东北师大附中高三摸底考试)如图是关于反应A2(g)+3B2(g)2C(g)ΔH<0的平衡移动图象,影响平衡移动的原因是()A.升高温度,同时加压B.降低温度,同时减压C.增大反应物浓度,同时使用催化剂D.增大反应物速度,同时减小生成物浓度解析升高温度,同时加压,正逆反应速率都增大,逆反应速率应在原速率的上方,故A项错误;降低温度,同时减压正逆反应速率都降低,正反应速率应在原速率的下方,故B项错误;增大反应浓度,同时使用催化剂,正逆反应速率都增大,逆反应速率应在原速率的上方,但正反应速率增大更多,平衡向正反应方向移动,故C 项错误;增大反应物浓度,同时减小生成物浓度,瞬间正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动,图象符合,故D项正确。
答案 D5.(2018·孝感统考)将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH<0并达到平衡。
当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()选项改变条件新平衡与原平衡比较A. 升高温度X的转化率变小B. 增大压强(减小体积) X的浓度变小C. 充入一定量Y Y的转化率增大D. 使用适当催化剂X的体积分数变小解析升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即逆向移动,X的转化率将变小,A项正确;增大压强,平衡向正反应方向移动,但X 转化的不如增加的多,X的浓度反而增大,故B项错误;增大一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,而其本身的转化率将降低,故C项错误;催化剂只能改变反应速率,不影响平衡状态,故各物质的体积分数不变,D项错误。
答案 A6.(2018·河南洛阳统考)对于可逆反应A(g)+2B(g)2C(g)ΔH>0,下列图象中正确的是()A. B. C. D.解析升高温度,化学反应速率增大,达到平衡的时间缩短,因正反应为吸热反应,故平衡正向移动,A的转化率增大,平衡时A 的百分含量减小,A项正确,C项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,因为正反应为吸热反应,所以正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度,B项错误;该反应的正反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,v(正)>v(逆),D项错误。
答案 A7.对于a A(g)+b B(g)c C(g)的平衡体系,压强不变,加热时体系中混合气体对H2的相对密度增大,下列说法正确的是() A.a+b>c,正反应放热B.a+b>c,正反应吸热C.a+b<c,逆反应放热D.a+b=c,正反应吸热解析压强不变下加热时混合气体对H2的相对密度增大,而气体的总质量不变,说明加热时平衡向气体物质的量减小的方向移动,只有B项符合题意。
答案 B8.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()A.SO2氧化为SO3,往往需要使用催化剂2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)B.500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0C.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深H2(g)+I2(g)2HI(g)D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2+H2O H++Cl-+HClO解析加入催化剂有利于加快反应速率,但不会引起平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A项错误;合成氨的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应,是从反应速率不能太低和催化剂的活性两方面考虑,不能用平衡移动原理解释,B项错误;在H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡中,增大压强,浓度增加,颜色加深,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,C项错误;氯气和水的反应是可逆反应,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,化学平衡逆向进行,减小氯气溶解度,实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,能用勒夏特列原理解释,D项正确。
答案 D9.(2018·湖南六校联考)德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨,反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH =-92.4 kJ·mol-1。
(1)在恒温恒容条件下,向反应平衡体系中充入氮气,达到新平衡时,c(H2)将________(填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”,下同),c(N2)·c3(H2)将________。
(2)工业上可用CH4与水蒸气制氢气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。
在200 ℃时2 L的密闭容器中,将1 mol CH4和1 mol H2O(g)混合,达平衡时CH4的转化率为80%。
则200 ℃时该反应的平衡常数K=________(保留一位小数)。
(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1∶3时,平衡混合物中氨的体积分数。
若分别用v A(NH3)和v B(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则v A(NH3)________(填“>”“<”或“=”)v B(NH3)。
解析(1)恒温恒容条件下,向反应平衡体系中充入氮气,平衡将向正反应方向移动,故达到新平衡时,c(H2)减小。
温度不变,平衡常数K=c2(NH3)c(N2)·c3(H2)不变,达到平衡后,c(NH3)增大,K不变,故c(N2)·c3(H2)也会增大。
(2)根据三段式法进行计算:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)起始(mol·L-1)0.5 0.5 0 0转化(mol·L-1)0.5×80% 0.5×80% 0.5×80% 0.5×80%×3平衡(mol·L-1)0.1 0.1 0.4 1.2则平衡常数K=c(CO)·c3(H2)c(CH4)·c(H2O)=0.4×1.230.1×0.1=69.1。
(3)由题图可知,B所处的温度和压强均大于A,故v A(NH3)<v B(NH3)。
答案(1)减小增大(2)69.1(3)<【方法技巧】对于同一个化学反应,平衡常数只受温度的影响,而转化率则受浓度、温度、压强等外界因素的影响。
平衡常数与转化率之间存在一定的关系,用平衡常数可以计算转化率,用转化率也可以计算平衡常数。
这类计算的基本方法都是“三段式”法。
10.当温度高于500 K时,科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇,这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。
回答下列问题:(1)该反应的化学方程式为_____________________;其平衡常数表达式为K=_____________________。
(2)在恒容密闭容器中,判断上述反应达到平衡状态的依据是________(双选;填选项字母)。
a.体系压强不再改变b.H2的浓度不再改变c.气体的密度不随时间改变d.单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1(3)在一定压强下,测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中,起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。
根据图中数据分析:①降低温度,平衡向________方向移动。
②在700 K、起始投料比n(H2)n(CO2)=1.5时,H2的转化率为________。
③在500 K、起始投料比n(H2)n(CO2)=2时,达到平衡后H2的浓度为a mol·L-1,则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为________。
解析(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2+6H2500 KC2H5OH+3H2O;该反应的平衡常数表达式为K=c(C2H5OH)·c3(H2O)c2(CO2)·c6(H2)。
(2)该反应为气体分子数减小的化学反应,当体系的压强不再改变时,反应达到平衡状态,另外氢气的浓度不再变化,也能说明反应达到平衡状态;由于在500 K时,所有物质均为气体,故在恒容状态下气体的密度恒为定值,密度不变不能说明反应达到平衡状态;根据化学方程式可知,任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。
(3)①由图中信息可知,其他条件不变时,升高温度,CO2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即降低温度,平衡将向正反应方向移动。