2020高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第2节第4课时影响化学平衡移动的因素二讲义+素养练含解析鲁科版选修4
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【知识点详解】 1. 压强变化对化学平衡的影响: 当涉及到有气体参与的化学反应时,压强的变化会直接影响平衡。如果反应前后气体体积不同(即气体分子数改变),增大压强会使平衡向气体体积减小的方向移动,而减小压强则相反,平衡向气体体积增大的方向移动。对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强不会影响平衡位置。 2. 催化剂对化学平衡的影响: 催化剂能显著提高化学反应速率,原因是催化剂降低了反应的活化能,增加活化分子的比例,但并不改变反应的热力学性质。这意味着催化剂对平衡位置没有影响,只是使反应更快达到平衡。同时,催化剂不会改变平衡时反应物和产物的浓度比,只会缩短达到平衡的时间。 3. 勒·夏特列原理(Le Chatelier's Principle): 这个原理表明,当影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)改变时,平衡会向能减弱该变化的方向移动。具体来说,增加反应物浓度,平衡会向生成物方向移动;减小反应物浓度,平衡向反应物方向移动。同样,增大压强平衡会向气体体积减小的方向移动,降低温度平衡会向放热反应方向移动。 4. 化学平衡的动态特性: 在平衡状态下,正反应和逆反应速率相等,但并不意味着反应停止,而是反应速率相等,使得各组分浓度保持稳定。例如,对于反应 `aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)`,若增大A的浓度,平衡会向右移动,直到新的平衡状态建立,此时A的浓度低于初始增加后的浓度,但高于平衡前的浓度。 5. 温度对化学平衡的影响: 温度改变会影响反应速率常数,进而影响平衡。对于吸热反应(ΔH > 0),升高温度会使平衡向吸热方向(正向)移动,而对于放热反应(ΔH < 0),升高温度会使平衡向放热方向(逆向)移动。 6. 自我检测题目解答: - 对于反应 `aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)`,使用催化剂会使得反应速率曲线更加平缓,因为反应速率快速上升并迅速达到平衡。 - 若 `I2(g) + H2(g) ⇌ 2HI(g)` 的平衡曲线从m变为n,可能是加入了催化剂或缩小了容器体积,使得反应速率加快。 - 对于 `N2 + 3H2 ⇌ 2NH3` 平衡体系,(1) 加入N2会使平衡正向移动,但N2的最终浓度会介于原浓度和2倍之间;(2) 保持温度不变压缩体积,平衡正向移动,但压强会小于2p1;(3) 升高温度,平衡逆向移动,温度会介于T1和2T1之间。 通过以上讲解,我们可以理解化学平衡的动态性和响应外部条件变化的方式,这对于理解和预测化学反应行为至关重要,特别是在工业生产过程中优化反应条件和提高产率方面。
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