【知识点详解】
1. 化学平衡状态的判断:
- 化学平衡状态的标志是反应体系中各物质的浓度或分压不再随时间变化。在这个题目中,描述了几个判断平衡状态的依据,例如容器中压强不变(对于气体反应,压强不变意味着气体的总物质的量不变),混合气体的平均相对分子质量不变(说明气体的平均摩尔质量不变,即气体的总物质的量与总质量比例不变),以及某一组分的物质的量浓度不再变化。
2. 反应速率与平衡的关系:
- 平衡时,正反应速率等于逆反应速率。题目中提到的H2的生成速率与NH3的消耗速率之比为3:2,这实际上是两个速率的同一方向表示,因此不能作为平衡的标志。
3. 催化剂对反应速率的影响:
- 催化剂可以改变反应速率,但不改变平衡位置。在第二个选择题中,不同催化剂下的CO2转化率随温度变化,说明催化剂可以影响达到平衡的速度,但不影响平衡时的转化率。
4. 反应热(ΔH)与温度的关系:
- 若ΔH<0,表明反应是放热的。在题目中,通过分析温度变化对CO2转化率的影响,可以推断出该反应为放热反应,因为升高温度导致CO2转化率降低。
5. 平衡常数(K)的概念:
- 虽然题目没有直接涉及平衡常数,但可以理解为平衡常数是描述平衡状态下反应物与生成物浓度比例的常数,其表达式为K=[产物]的浓度的指数除以[反应物]的浓度的指数。
6. 反应物的转化率与平衡的关系:
- 在第三个选择题中,焦炭催化还原二氧化硫的反应中,SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比在平衡时有特定的比例,这是平衡常数的体现,而增加固体焦炭的量对平衡没有影响。
7. 温度对平衡的影响:
- 升高温度,如果反应是放热的(ΔH<0),平衡会向吸热的方向移动,即逆反应方向;如果是吸热反应(ΔH>0),则平衡会向放热的方向移动。
8. 压力对平衡的影响:
- 对于有气体参与的反应,增大压力通常会使平衡向气体分子数减少的方向移动。在第四个非选择题中,讨论了温度和压力对平衡的影响,T3时增大压强并不能增大活化分子百分数,而是增大了单位体积内的活化分子数。
9. 等效平衡:
- 在体积可变的容器中,当加入反应物并重新达到平衡时,如果各物质的浓度比例与原始平衡相同,那么这两个平衡状态称为等效平衡。
总结:这些知识点主要涵盖了化学平衡的判断、平衡移动原理、催化剂的作用、反应热与温度的关系、以及压力和温度对化学平衡的影响,这些都是高中化学复习的重要内容,对于理解和解决化学平衡问题具有关键作用。