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【高三化学】暑期第九讲总结
1、化学平衡
(1)含义:化学平衡主要针对的是可逆反应,在同一时间、同一条件下正逆反应同时进行,当可逆反应的v 正=v 逆
的时候,化学反应达到平衡状态,即化学反应的最大限度。
(2)化学平衡的特征: ①逆:化学平衡指的是可逆反应
②等:达到平衡的时候v 正=v 逆
③动:化学平衡是一个动态平衡
④定:达到平衡时,各组分的含量即百分数不在改变
⑤变:外界条件改变时,平衡可能会被破坏,然后建立新的平衡
(3)化学平衡状态的判断;以mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)为例:★
类型
分类
具体情况
是否平衡
直
接
标
志
v(正)=v(逆)
单位时间内消耗mmolA 的同时生成mmolA,即v(正)=v(逆)
平衡
单位时间内消耗nmolB 的同时消耗pmolC,即v(正)=v(逆)
平衡
v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q,v(正)不一定等于v(逆)
不一定平衡
单位时间内生成nmolB 的同时消耗pmolC,v(正)不一定等于v(逆)
不一定平衡
单位时间内同一物质断裂的化学键与生成的化学键的量相等
平衡
含量不变
各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡
各物质的质量或质量分数一定
平衡
各气体的体积或体积分数一定
平衡
总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
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体系(反应前后颜色有变化)颜色保持不变
平衡
间
接
标
志
温度
绝热体系中,温度保持不变
平衡
压强
m+n≠p+q 时,其他条件不变,总压强保持不变
平衡
m+n=p+q 时,其他条件不变,总压强保持不变
不一定平衡
混合气体密
度
恒温恒容时,混合气体密度不变
不一定平衡
恒温恒压且m+n≠p+q 时,混合气体密度不变
平衡
恒温恒压且m+n=p+q 时,混合气体密度不变
不一定平衡
混合气体平
均相对分子
质量𝑀𝑟̅̅̅̅
m+n≠p+q 时,𝑀𝑟̅̅̅̅一定
平衡
m+n=p+q 时,𝑀𝑟̅̅̅̅一定
不一定平衡
2、化学平衡的影响因素(v-t 图象):
(1)温度:
①升高温度,平衡向 吸热 反应方向移动: ②降低温度,平衡向 放热 反应方向移动:
(2)浓度:
①增大反应物浓度,平衡 正向 移动; ②减小反应物浓度,平衡 逆向 移动
(3)压强:
①增大压强,反应向气体体积 减小 的方向进行; ②减小压强,反应向气体体积 增大 的方向进行.
③对于气体体积不变的反应,压强改变平衡 不移动 .
(4)催化剂:催化剂同倍数增大反应物速率,平衡 不移动 .
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3、化学平衡常数
(1)基本概念:一定温度下,可逆反应达到平衡状态时, 生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数次幂
与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数次幂 的比值,用符号K 示.
(2)表达式:对于可逆反应:mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g) + qD(g),K=
𝑐𝑝(𝐶)𝑐𝑞(𝐷)
𝑐𝑚(𝐴)𝑐𝑛(𝐵).
(3)K 的意义
①固体和纯液体浓度视为“1”,不列入平衡常数的表达式中。
②平衡常数表达式的书写与可逆反应的书写形式有一一对应关系,正逆反应平衡常数互为倒数。
③K 的单位与方程的系数有关,为(mol▪L)
ω,但是通常条件下我们不写。
④K 的大小只与T 的大小有关,而与浓度压强等因素无关。
(4)K 的易错点
①在一定温度下,K 的大小反应了可逆反应进行的程度;即在一定温度下,K 越大,说明反应进行的越彻底;
②利用K 与T 的变化关系,确定反应的吸放热;当温度升高,K 增加,说明反应正向进行,正反应为吸热反
应,若温度降低,反应的K 值减少,说明正反应吸热。
即△H 与K 和温度变化的关系
③判断反应进行的方向
在一定温度下,对于可逆反应aA(g)+bB(g)⇌ cC(g)+ dD(g),在任意时刻下,我们规定生成物浓
度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为浓度积,用“Q”表示:Q=
𝐶𝐶(𝐶)▪𝐶𝑑(𝐷)
𝐶𝑎(𝐴)▪𝐶𝑏(𝐵)
其状态的判断
④利用K 的值计算反应物、生成物的平衡浓度及转化率(主要利用三段式的方法)
4、平衡转化率
(1)表达式:某反应物的平衡转化率(α)=
该反应物达平衡时的消耗量
该反应物的起始量
× 100%
=
该反应物的起始量−该反应物的平衡量
该反应物的起始量
× 100%
(2)α 的意义:①定量的衡量化学反应进行的程度.α 值越大,表示正向反应进行的程度 越大 ,反应越彻底
②利用α 值的大小进行计算(三段式)
5、速率平衡图像分析与解题思路★
(1)图像分析: 先看两坐标, 再看曲线图;结合题中意,题图细分析;
关注起终拐,先拐数值大;等温与等压,定一议二法
(2)分析、判断:
△H<0
△H>0
T↑,K↓
T↓,K↑
T↑,K↑
T↓,K↓
Q>K,平衡逆移
Q=K,平衡不移
Q<K,平衡正移
做判断
看图像
找规律
一看坐标(横纵坐标)
二看线(线的变化趋势)
三看起点(起点、拐点、交点、终点)
四看辅助线(如等温线、等压线)
五看量的变化(如浓度变化、温度变化)
联想平衡移动原理,分析外界条件对反应速率、化学平衡的影响
利用原理,结合图像,分析图像中代表反应速率变化或化学平衡的线,作出判断
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6、常见化学平衡图像的类型★
(1)速率—时间图像(例N2+3H2
2NH3)
V'逆
V'正
V逆
V正
v
t
0
V'正
V'逆
V逆
V正
v
t
0
V'逆=V'正
V逆
V正
v
t
0
①增大反应物浓度 ②升高温度 ③减小压强 ④加入催化剂
(2)浓度(物质的量)—时间图像 (例A+B ⇌ AB)
(3)含量—时间—温度(压强)图像(a 使用催化剂,b 不适用催化剂),一般这种图像的折点表示到达平衡的时
间,反映了反应速率的大小,可以确定T 和p 的高低(大小),水平线高低对应平衡移动的方向
(T2>T1,正反应为吸热反应) (T2>T1,正反应为放热反应)
(4)恒压(温)线图像(“定一议二”)
(5)速率—温度(压强)图像(例2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g))
7、自发反应进行的方向与判据
(1)焓判据:多数能自发生进行的化学反应是放热反应,因为体系总是趋向于从高能状态转变为低能状态,即体
系对外做功或者释放能量;反应焓变是反应能否自发进行的一个有关因素,但不是唯一的因素
(2)熵: ①熵的定义:熵是用来度量体系混乱程度的物理量,熵值越大,混乱程度越大
②熵值的大小:同一物质处于不同状态时,熵值大小为S(g)> S(l)> S(s)
③熵增的原理:在于外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵值增加,即熵变△s>0
V'正
V'逆
V逆
V正
v
t
0
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④熵判据:许多熵增加的反应在常温常压下可以自发进行,因为体系有自发的向混乱程度增加的方向
转化的趋势,因此可以使用熵判据来判断反应进行的方向
(3)复合判据公式: △G=△H-T△S
7、等效平衡★
(1)含义:对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,以不同的投料方式进行反应,但达到平衡
时混合物中各组分的浓度或百分数(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等,这样的化学平衡互称为等效平衡。
(2)等效平衡的类型及对应要求
等效类型
全等等效
相似等效平衡
条件
(1)恒温、恒容
(2)恒温、恒容
(3)恒温、恒压
反应的特点
反应前后气体分子数不相等的
可逆反应
反应前后气体分子数相等
的可逆反应
任何可逆反应
起始投料
换算为化学方程式同一边的物
质,其“量”相同
换算为化学方程式同一边的物质,其“量”符合同一比
例
平
衡
特
点
质量分数
相同
相同
相同
浓度
相同
成比例
相同
物质的量
相同
成比例
成比例
(3)判断是否“等效”的方法—“一边倒”★
当开始既充入反应物又充入生成物的时候,按照化学计量数将反应物全部转化为生成物,或将生成物全部转化
为反应物,然后再进行判断与其他平衡是否等效。
(4)等效平衡原理的应用
①若已知两平衡等效,则知其中一个平衡便可判断出另一个平衡。
②通过构建等效平衡。使平衡中复杂问题简单化。
△H>0, △S<0
任何条件下都
不能自发进行
△H<0, △S<0
低温条件下
自发进行
△H>0, △S>0
高温条件下
自发进行
△H<0, △S>0
任何条件下都
能自发进行
△H
△S