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【关键词】压强 反应速率 化学平衡
一、压强对化学反应速率的影响
其适用范围是有气体存在的可逆反应或非可逆反应。分析压强改变对化学反应速率的影响时,要严抓气体反应物浓度是否有变化,再分析速率变化。常见有以下三种情况:
1.压强改变,浓度改变,则反应速率改变
当温度一定时,一定量气体的体积与其所受的压强成反比。增大压强,体积减小,就是增加单位体积里反应物和生成物的量,即增大了浓度,因而可以增大化学反应速率。相反,减小压强,气体的体积就扩大,浓度减小,因而化学反应速率也减小。
特别要注意,改变压强的含义在此指的是由体积变化引起的压强变化,通常所说的改变压强即是此种情况,如压强增大即是指压缩加压。若不是由体积变化引起的压强改变,则规律不一定成立。
2.压强改变,但浓度不变,则反应速率不变
对于气体反应体系,反应容器体积不变,向其中充入“惰气”(不与容器内物质反应),容器内气体总物质的量增加,总压强增加,但原来的物质的分压不变,即据,浓度未变,所以反应速率不变。
3.总压强不变,但浓度改变,则反应速率改变
对于气体反应体系,保持体系压强不变,向其中充入“惰气”,气体体积与气体总物质的量成正比,体积增大,据c=nV,原来各物质的浓度减小,则反应速率减小。
例1.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是:
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积增大
解析:A项中C是固体,对反应速率无影响。B项其实是通常所说的加压,体积缩小,则浓度增大,速率增大。C项中N2不与体系中的物质反应,且原各物质浓度不变,则速率不变。D项中物质各浓度减小,速率均减小。因此答案是A、C
二、压强对化学平衡的影响
其适用范围是密闭容器中有气体参与或生成的可逆反应。分析压强对化学平移动的影响时,要紧抓速率变化与否及是否相等。一般有四种情况:
1.压强改变,浓度改变,速率改变,若V正≠V逆,则平衡移动
对于反应前后气体体积有变化的反应,当其它条件不变时,增大压强,则平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。注意:这里的改变压强,即通常所说的由体积变化引起的压强变化。
如N2(g)+3H2(G) 2NH3(g),在其它条件不变时,体积缩小1倍,压强增大1倍,各物质的浓度均增大一倍,正、逆反应速率都增大,但增大的幅度不同,V正增大的幅度大,从而导致V正> V逆,使平衡正向移动。
2.压强改变,浓度改变,速率改变,但V正=V逆,则平衡不移动
对于反应前后气体体积不变的反应,其它条件不变时,改变压强,平衡不移动。这里的改变压强,即通常所说的由体积变化引起的压强变化。如H2(g)+I2(g) 2HI(g)达平衡后,其它条件不变时,体积缩小1倍,压强增大1倍,各物质浓度均增大1倍,正、逆反应速率都增大且增大幅度相同,即V正=V逆,因此平衡不移动。
3.压强改变,但浓度不变,速率不变,V正=V逆,则平衡不移动
恒温恒容条件下,向已达平衡的可逆反应体系中充入“惰气”,则平衡不移动。注意:这里压强改变,不是通常所说的由体积变化引起。
如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达平衡后,当温度、体积不变时,充入一定量He气,气体总压增大,但N2、H2、NH3分压(即浓度)未变,所以速率不变,即V正=V逆,平衡不移动。
4.总压强不变,但浓度改变,则速率改变,且V正≠V逆,则平衡移动
对于气体反应体系,保持体系压强不变,向其中充入“惰气”,原来各气体物质的浓度减小,则反应速率减小。此时,判断平衡向哪一方移动,可直接利用压强变化来判断。即相当于减压,平衡向气体体积增大的方向移动。
例2.一定温度和压强下合成氨反应已达平衡状态,如下操作,平衡不发生移动的是
A.恒温恒压下,充入NH3 B.恒温恒容下,充入N2
C.恒温恒压下,充入NeD.恒温恒容下,充入Ne
解析:A项中增大了NH3的浓度,平衡左移。B项中增加了反应物氮气的浓度,所以平衡右移。C项中体积增大,各物质的浓度减小,相当于减压,平衡左移。D项中总压增大,但物质各浓度不变,速率不变,平衡不移动。所以答案为D
链接练习:
1.CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g),达平衡后将容器体积扩大10倍,此时:
A.混合气体颜色变浅
B.平衡向正反应方向移动
C.容器内颜色变深
D.化学反应速率不变。
2.当下列反应达到平衡时,保持温度不变,向容器中通入氩气,则化学平衡一定不移动的是:
3.反应,在一定温度下达到平衡。下列各种情况下,不能使平衡发生移动的是:
A.温度、容积不变时,通入SO2气体
B.移走一部分NH4HS固体
C.容积不变,充入氮气
D.充入氮气,保持压强不变
答案:1.A2.C3.B C
一、压强对化学反应速率的影响
其适用范围是有气体存在的可逆反应或非可逆反应。分析压强改变对化学反应速率的影响时,要严抓气体反应物浓度是否有变化,再分析速率变化。常见有以下三种情况:
1.压强改变,浓度改变,则反应速率改变
当温度一定时,一定量气体的体积与其所受的压强成反比。增大压强,体积减小,就是增加单位体积里反应物和生成物的量,即增大了浓度,因而可以增大化学反应速率。相反,减小压强,气体的体积就扩大,浓度减小,因而化学反应速率也减小。
特别要注意,改变压强的含义在此指的是由体积变化引起的压强变化,通常所说的改变压强即是此种情况,如压强增大即是指压缩加压。若不是由体积变化引起的压强改变,则规律不一定成立。
2.压强改变,但浓度不变,则反应速率不变
对于气体反应体系,反应容器体积不变,向其中充入“惰气”(不与容器内物质反应),容器内气体总物质的量增加,总压强增加,但原来的物质的分压不变,即据,浓度未变,所以反应速率不变。
3.总压强不变,但浓度改变,则反应速率改变
对于气体反应体系,保持体系压强不变,向其中充入“惰气”,气体体积与气体总物质的量成正比,体积增大,据c=nV,原来各物质的浓度减小,则反应速率减小。
例1.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是:
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积增大
解析:A项中C是固体,对反应速率无影响。B项其实是通常所说的加压,体积缩小,则浓度增大,速率增大。C项中N2不与体系中的物质反应,且原各物质浓度不变,则速率不变。D项中物质各浓度减小,速率均减小。因此答案是A、C
二、压强对化学平衡的影响
其适用范围是密闭容器中有气体参与或生成的可逆反应。分析压强对化学平移动的影响时,要紧抓速率变化与否及是否相等。一般有四种情况:
1.压强改变,浓度改变,速率改变,若V正≠V逆,则平衡移动
对于反应前后气体体积有变化的反应,当其它条件不变时,增大压强,则平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。注意:这里的改变压强,即通常所说的由体积变化引起的压强变化。
如N2(g)+3H2(G) 2NH3(g),在其它条件不变时,体积缩小1倍,压强增大1倍,各物质的浓度均增大一倍,正、逆反应速率都增大,但增大的幅度不同,V正增大的幅度大,从而导致V正> V逆,使平衡正向移动。
2.压强改变,浓度改变,速率改变,但V正=V逆,则平衡不移动
对于反应前后气体体积不变的反应,其它条件不变时,改变压强,平衡不移动。这里的改变压强,即通常所说的由体积变化引起的压强变化。如H2(g)+I2(g) 2HI(g)达平衡后,其它条件不变时,体积缩小1倍,压强增大1倍,各物质浓度均增大1倍,正、逆反应速率都增大且增大幅度相同,即V正=V逆,因此平衡不移动。
3.压强改变,但浓度不变,速率不变,V正=V逆,则平衡不移动
恒温恒容条件下,向已达平衡的可逆反应体系中充入“惰气”,则平衡不移动。注意:这里压强改变,不是通常所说的由体积变化引起。
如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达平衡后,当温度、体积不变时,充入一定量He气,气体总压增大,但N2、H2、NH3分压(即浓度)未变,所以速率不变,即V正=V逆,平衡不移动。
4.总压强不变,但浓度改变,则速率改变,且V正≠V逆,则平衡移动
对于气体反应体系,保持体系压强不变,向其中充入“惰气”,原来各气体物质的浓度减小,则反应速率减小。此时,判断平衡向哪一方移动,可直接利用压强变化来判断。即相当于减压,平衡向气体体积增大的方向移动。
例2.一定温度和压强下合成氨反应已达平衡状态,如下操作,平衡不发生移动的是
A.恒温恒压下,充入NH3 B.恒温恒容下,充入N2
C.恒温恒压下,充入NeD.恒温恒容下,充入Ne
解析:A项中增大了NH3的浓度,平衡左移。B项中增加了反应物氮气的浓度,所以平衡右移。C项中体积增大,各物质的浓度减小,相当于减压,平衡左移。D项中总压增大,但物质各浓度不变,速率不变,平衡不移动。所以答案为D
链接练习:
1.CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g),达平衡后将容器体积扩大10倍,此时:
A.混合气体颜色变浅
B.平衡向正反应方向移动
C.容器内颜色变深
D.化学反应速率不变。
2.当下列反应达到平衡时,保持温度不变,向容器中通入氩气,则化学平衡一定不移动的是:
3.反应,在一定温度下达到平衡。下列各种情况下,不能使平衡发生移动的是:
A.温度、容积不变时,通入SO2气体
B.移走一部分NH4HS固体
C.容积不变,充入氮气
D.充入氮气,保持压强不变
答案:1.A2.C3.B C