5.化学平衡

(1)化学反应速率:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)

反应任一时刻:v(A)v(B)v(C)v(D)abcd

v(A)v(B)v(C)v(D)abcd

平衡时:v(A)v(A)v(B)v(B)v(C)v(C)v(D)v(D)

(2)外界条件对化学反应速率的影响

① 固体物质的浓度可以视作常数,故其反应速率与固体的用量无关。

② 一般温度每升高10℃,反应速率增大2-4倍。

③ 压强只影响气体反应的速率。

④ 充入“惰性气体”:恒温、恒容:不影响反应速率;

恒温、恒压:反应速率减小。

⑤ 催化剂可同等程度的改变正、逆反应速率,影响反应到达平衡的时间,而不能改变反应物的平衡转化率。

(2)平衡常数(K):只与温度有关,温度一定,K为定值。常用于判断平衡移动的方向和平衡时组分浓度、反应物平衡转化率等的计算(计算时特别注意平衡常数表达式中使用的是组分的平衡浓度)。

(3)平衡标志

① 宏观:各组分的浓度相等。

③ 微观:用同一种物质表示的正、逆反应速率相等。

③ 其他:如气体颜色、反应物转化率、产物产率、组分百分含量、气体密度、气体相对分子质量等,若平衡移动时该量改变,则不再改变时即达平衡状态。

(4)平衡移动方向

vv,平衡正向移动

① 改变条件的瞬间:  vv,平衡不移动

vv,平衡逆向移动

因此,化学平衡的移动与反应的过程有关,是过程函数,化学平衡移动的方向取决于改变条件瞬间的vv之间的关系。

② 浓度熵(Q)法:按平衡常数计算式算出改变条件的瞬间值,然后与平衡常数进行比较。

Q<K,平衡正向移动

改变条件的瞬间:  Q=K,平衡不移动

Q>K,平衡逆向移动

(5)等效平衡

① 恒温恒容条件下,当把反应物和生成物换算成一边物质后,若物质的量相等,达平衡时的状态与原平衡等效,此时各组分浓度和百分含量均相等;若反应前后气体体积不变,当把反应物和生成物换算成一边物质后,物质的量与原平衡等比例,达平衡时状态与原平衡等效,此时各组分浓度不等,百分含量相等。

② 恒温恒压条件下,当把反应物和生成物换算成一边物质后,物质的量与原平衡等比例,达平衡时状态与原平衡等效,此时各组分浓度和百分含量均相等。

③ 等效平衡的构建:当增加恒容容器中气体组分的物质的量时,该组分的物质的量浓度瞬间增大,同时由于容器中气体物质的量的增加,使容器内压强增大,两个因素同时影响化学平衡,需构建等效平衡来比较转化率、产率、气体相对分子质量等状态量。

一般思路为:先构建恒温恒压下等效平衡(即反应容器与气体物质的量作同等程度的改变),然后改变容器内压强使容器体积与原平衡时相同,通过压强改变时平衡的移动情况对转化率、产率、气体相对分子质量等状态量的影响作出判断。

注意:构建的等效平衡只能判断气体转化率、产率、相对分子质量等状态量,而不能判断平衡移动的方向。平衡移动是过程函数,应通过改变条件瞬间正、逆反应速率间关系或浓度熵与平衡常数间关系来判断平衡移动的方向。

1.阿伏加德罗常数

(1)条件问题:常温、常压下气体摩尔体积增大,不能使用22.4 L/mol。

(2)状态问题:标准状况时,H2O、N2O4、碳原子数大于4的烃为液态或固态;SO3、P2O5等为固态,不能使用22.4 L/mol。

(3)特殊物质的摩尔质量及微粒数目:如D2O、18O2、H37Cl等。

(4)某些特定组合物质分子中的原子个数:如Ne、O3、P4等。

(5)某些物质中的化学键数目:如白磷(31 g白磷含1.5 mol P-P键)、金刚石(12 g金刚石含2 mol C-C键)、晶体硅及晶体SiO2(60 g二氧化硅晶体含4 mol Si-O键)、Cn(1 mol Cnn mol单键,n/2 mol 双键)等。

(6)某些特殊反应中的电子转移数目:如Na2O2与H2O、CO2的反应(1 mol Na2O2转移1 mol电子;Cl2与H2O、NaOH的反应(1 mol Cl2转移1 mol电子。若1 mol Cl2作氧化剂,则转移2 mol电子);Cu与硫的反应(1 mol Cu反应转移1 mol电子或1 mol S反应转移2 mol电子)等。

(7)电解质溶液中因微粒的电离或水解造成微粒数目的变化:如强电解质HCl、HNO3等因完全电离,不存在电解质分子;弱电解质CH3COOH、HClO等因部分电离,而使溶液中CH3COOH、HClO浓度减小;Fe3+、Al3+、CO32–、CH3COO等因发生水解使该种粒子数目减少;Fe3+、Al3+、CO32–等因发生水解反应而使溶液中阳离子或阴离子总数增多等。

(8)由于生成小分子的聚集体(胶体)使溶液中的微粒数减少:如1 mol Fe3+形成Fe(OH)3胶体时,微粒数目少于1 mol。

(9)此外,还应注意由物质的量浓度计算微粒时,是否告知了溶液的体积;计算的是溶质所含分子数,还是溶液中的所有分子(应考虑溶剂水)数;某些微粒的电子数计算时应区分是微粒所含的电子总数还是价电子数,并注意微粒的带电情况(加上所带负电荷总数或减去所带正电荷总数)。

 0  408903  408911  408917  408921  408927  408929  408933  408939  408941  408947  408953  408957  408959  408963  408969  408971  408977  408981  408983  408987  408989  408993  408995  408997  408998  408999  409001  409002  409003  409005  409007  409011  409013  409017  409019  409023  409029  409031  409037  409041  409043  409047  409053  409059  409061  409067  409071  409073  409079  409083  409089  409097  447090 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网