化学平衡移动图像浓度

关于浓度变化对化学平衡移动的影响及图像分析,以下是关键要点总结:


一、浓度变化对化学平衡的影响规律

  1. 增大反应物浓度
    • 瞬时变化:v(正)突然增大,v(逆)不变,导致v(正) > v(逆),平衡向正反应方向移动。
    • 图像特征:速率-时间图中,v(正)突跃后逐渐下降,v(逆)逐渐上升,最终达到新平衡。
  2. 减小生成物浓度
    • 瞬时变化:v(逆)突然减小,v(正)不变,导致v(正) > v(逆),平衡向正反应方向移动。
  3. 增大生成物浓度
    • 平衡移动方向:v(逆)突增,平衡逆向移动(如Fe(SCN)₃溶液中增加SCN⁻浓度,红色加深)。
  4. 固体或纯液体浓度变化
    • 无影响:固态/纯液态物质的浓度为常数,改变其量不会引起平衡移动(如催化剂或固体反应物)。

二、典型图像类型及分析

  1. 浓度-时间图
    • 特征:横轴为时间,纵轴为浓度。平衡时各物质浓度恒定,浓度变化曲线趋于水平。
    • 示例:增大反应物浓度时,反应物浓度突增后逐渐降低,生成物浓度逐渐上升至新平衡。
  2. 速率-时间图(v-t图)
    • 关键点:v(正)与v(逆)的交点表示平衡点。浓度变化导致v(正)或v(逆)突跃,随后趋向新平衡。
    • 应用:通过突变方向判断平衡移动(如v(正)突增说明增大了反应物浓度)。
  3. 转化率/百分含量-浓度图
    • 规律:增大反应物浓度会提高其他反应物的转化率,但自身转化率降低。

三、实验验证与案例分析

  1. Fe³⁺与SCN⁻的平衡实验
    • 现象:加入KSCN溶液(增大反应物浓度),红色加深;加入NaOH(减小生成物浓度),红色变浅。
  2. Cr₂O₇²⁻/CrO₄²⁻平衡体系
    • 增H⁺(生成物)浓度,橙色加深(平衡逆向移动);减H⁺浓度,黄色加深(平衡正向移动)。

四、注意事项

  1. 浓度改变需实际参与反应:仅改变实际参与反应的离子浓度才会影响平衡(如溶液中无关离子的增减无效)。
  2. 等效浓度分析:同一平衡状态可通过不同起始浓度达到(如恒温恒容下按比例增减各物质浓度)。

总结图像关键规律

  • 浓度突变点:图像中浓度突变的时刻对应外界条件的改变(如添加物质)。
  • 平衡移动方向:图像趋势显示浓度变化后,系统通过调整速率重新达到平衡。
  • 转化率变化:反应物转化率变化可通过浓度曲线斜率或交点位置判断。

更多实验数据和图像解析可参考。

提示:本内容不能代替面诊,如有不适请尽快就医。
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