平衡移动原理和应用.ppt
（三）化学平衡移动,当改变已经达到化学平衡的可逆反应的条件时,平衡状态被破坏,随反应的进行重新达到新平衡的过程.,1.化学平衡移动的概念,勒夏持列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。,2.移动原理,注意:影响平衡的因素：浓度、压强、温度三种；原理适用范围：只适用于一项条件发生变化的情况(即温度或压强或一种物质的浓度)，当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；平衡移动的结果：只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。平衡移动：是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。,化学平衡状态正=逆,正逆,向右移动,不 移 动,向左移动,（1）从正、逆反应速度是否相等判断：,3平衡移动方向的判断：,对于一个可逆反应：mA+nB pC+qD，在平衡状态时，平衡常数 非平衡状态时有浓度商 当Q=K时，当Q K时，欲破坏化学平衡状态，必须使Q K，,（2）从浓度商和平衡常数分析：,达平衡,正向移动,逆向移动,【例】现有反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g);H0。在850时，K1。(1)若升高温度到950时，达到平衡时K 1(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)850时,若向一容积不变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2，则：当x5.0时，上述平衡向 方向移动。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是。(3)在850时，若设x5.0和x6.0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a、b，则a b(填“大于”“小于”或“等于”)。,小于,逆反应,0 x3.0,小于,4.影响化学平衡的条件,-浓度、压强、温度、催化剂等。,(1)浓度的影响,t2,V”正=V”逆,V逆,V,正,t3,V正=V逆,V正,V逆,t1,V（molL-1S-1）,0,平衡状态,平衡状态,增大反应物浓度,速率-时间关系图：,原因分析,增加反应物的浓度,V正 V逆 平衡向正反应方向移动；,1）浓度,增大A的浓度,消耗 A,平衡向右移动,原平衡,C（A）=C 1,原平衡被破坏,新平衡,C（A）=C 2,C（A）=C 3,减弱,消除,C 1 C 3 C 2,当减小 C 的浓度时,平衡将怎样移动?,讨论:,当增加D的量时,平衡将会如何?,平衡不发生移动,下列4个图分别是描述浓度对化学平衡移动影响的图像，请大家分析 t 时刻时浓度的变化及平衡如何移动？,图 1,图 2,阅 图 训 练,图 3,图 4,三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看V正、V逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。,对于时间速度图像看清曲线是连续的，还是跳跃的。分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”。增大反应物浓度V正 突变，V逆 渐变。升高温度，V吸热 大增，V放热 小增。压强 的改变，V缩小 大变，V增大 小变，体积不变的反应，速率等变。,分析反应速度图像 须知：,结论：在其他条件不变，增大反应物浓度，平衡朝正反应方向移动；减小反应物浓度，平衡朝逆反应方向移动。,减小生成物浓度，平衡朝正反应方向移动；增大生成物浓度，平衡朝逆反应方向移动。,实际生产：增大廉价物质的浓度 及时将生成物从混合物中分离出去。,注意：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移动。影响化学平衡移动的是浓度，而不是质量、物质的量或体积；对于溶液中进行的离子反应，改变不参加反应的离子浓度，化学平衡一般不移动；(4)浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动,例:对气体分子数不变的反应,同等程度地增大或减小各物质的浓度,化学平衡_。,例：FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl，改变下列条件平衡如何移动：（1）加入FeCl3粉末（2）加入NaOH固体（3）加入KCl固体,向右移动,向左移动,不移动,不移动,（2）压强的影响,其他条件不变，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。,只有压强的变化引起反应物质的浓度变化时，化学平衡才有可能移动；平衡移动过程中速率的变化情况（结合平衡移动方向分析）,压强对化学平衡的影响,aA(g)+bB(g)cC(g),画出增大和减小压强时的速率-时间关系图,压强对化学平衡的影响,aA(g)+bB(g)cC(g),画出增大和减小压强时的速率-时间关系图,对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响；平衡混合物都是固体或液体的，改变压强不能使平衡移动；压强的变化必须引起参与反应物质的浓度改变才能使平衡移动。,压强对化学平衡的影响的注意事项,(3)温度的影响,注：升高温度同时加快正逆反应速率，但吸热反应的速率增加的更多，故升温使可逆反应向吸热反应方向移动。即温度对吸热反应的速率影响更大。,2NO2(g)N2O4(g)H0,升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。,温度对化学平衡的影响：,速率-时间关系图,催化剂同等程度改变化学反应速率，V正=V逆，只改变反应到达平衡所需要的时间，而不影响化学平衡的移动。,例：对如下平衡 A(气)B(气)2C(气)D(固),(4)催化剂的影响,如果平衡向正方向移动，反应物转化率一定会增大吗？,不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的。如果是通过改变温度、压强或减小生成物浓度引起的平衡右移，则反应物的转化率一定增大。如果是向体系中增加某种反应物的量，造成平衡向正反应方向移动，则转化率的变化要具体分析,如果平衡向正方向移动，正一定增大吗？,不一定。因为平衡向正反应方向移动的原因是：正 逆，尽管正 减小，但只要满足正 逆平衡就向正反应方向移动。,难点分析,若 m+n=p+q,则化学平衡不受压强影响,上述恒温恒压、恒温恒容两情况都不会使化学平衡移动,对于一个已达到平衡的可逆反应，向其反应体系中充入惰性气体，平衡发生移动吗？,恒温恒容条件下，充入惰性气体，压强虽然增大，但各物质的浓度均不变，故平衡不移动；恒温恒压条件下，充入惰性气体，压强虽然不变，但体积增大，各物质的浓度减小，平衡向气体体积增大的方向移动。,2、已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是 生成物的百分含量一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂 A(B)(C)(D),注：化学平衡移动的方向与平衡后的结果无必然联系,1、下列事实中不能用平衡移动原理解释的是(A)密闭、低温是存放氨水的必要条件(B)实验室用排饱和食盐水法收集氯气(C)硝酸生产中，使用过量空气以提高NH3的利用率(D)在FeSO4溶液中，加入铁粉以防止氧化,练习,3、对已达化学平衡的反应 2X(g)+Y(g)2Z(g)，减小压强时，对反应产生的影响是 A、逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动 B、逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 C、正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动 D、正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动,5.转化率的计算或比较方法,(1)移动方向判断法：适用于温度变化和压强变化,变T，若向正反应方向移动，转化率增大；若向逆反应方向移动，转化率减小。变P，若向正反应方向移动，转化率增大；若向逆反应方向移动，转化率减小。,(2)极端假设法：,当有两种反应物时，增加其中一种反应物的量，该反应物的转化率减小，另一种反应物的转化率增大。,如：A（g）B（g）3C（g）（恒温恒容条件下）当加入1molA,2molB时，平衡建立时：B转化了0.5mol;B的转化率：25.保持其它条件不变，向平衡体系中再加入100000molB（夸张了些）,就是A全部转化（根据可逆反应的特征，A不可能全部转化），消耗B：1mol,此时B的转化率是多少？不需要计算了吧，B的转化率肯定是减小。但的A转化率是增大的。,适用于有两种反应物或两种以上时,(3)等效变换法：,当只有一种反应物时，加入反应物，平衡移动方向和转化率a怎样变化？,平衡移动方向按照“浓度影响”进行判断；转化率和百分含量等结果按照“压强改变”来判断。,适用于只有一种反应物（类似如一人吃饱全家饱）,注意点：,(1)平衡右移，产物的浓度不一定增大。如：稀释、减压等。(2)平衡右移，产物的物质的量一定增大，但是它在反应混合物中所占的百分含量不一定增大。如：无限增大A的浓度。(3)平衡右移，反应物的转化率不一定都增大。如:A+B C+D增大A的浓度。,（恒容）反应物只有一种：a A(g)b B(g)+c C(g),反应物不止一种：a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g),转化率变化具体分析,增大不变减小,减小增大不变减小,增大增大不变减小,B,可建立虚拟路径如下：,解析：以乙、丙为基准，先比较它们两组A、B转化率的大小，再与甲、丁两组比较。丙组的A、B都为乙组的两倍，两容器的体积相等，所丙容器压强比乙容器的大，此反应正反应为气体体积增大的反应，压强增大平衡向逆反应方向移动，所以丙组A、B的转化率都比乙组的小。,A的转化率：乙丙B的转化率：乙丙,甲、乙相比：B相同，甲中A比乙中多1 mol，A的转化率：乙甲；B的转化率：甲乙；甲、丙相比：A相同，甲中B比丙中少1 mol，A的转化率：丙甲；B的转化率：甲丙；乙、丁相比：A相同，丁中B比乙中多1 mol，A的转化率：丁乙；B的转化率：乙丁；丙、丁相比：B相同，丙中A比丁中多1 mol，A的转化率：丁丙；B的转化率：丙丁；,A的转化率：丁 乙丙甲；B的转化率：甲乙丙丁,BC,五看图像（五要素）一看面：即明确横纵坐标的意义（有几个变量，是反应物还是生成物的，条件？）二看线：了解线的走向和变化趋势；三看点：即起点、交点、终点、拐点与极值点等；四看辅助线：如等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化：如浓度、温度、压强的变化等。,图像题是化学平衡中的常见题型，这类题目是考查自变量（如时间、温度、压强等）与因变量（如物质的量、浓度、百分含量、转化率）之间的定量或定性关系。,分析判断（三步骤）根据到达平衡的时间长短，结合化学反应速率理论判断温度的高低或压强的大小；根据图像中量的变化判断平衡移动的方向，结合平衡移动原理，分析可逆反应的特点（是气体分子数增大还是减小的反应；或是吸热还是放热反应);定一议二：若图像中有三个量，要先固定一个自变量，再讨论另外两个量之间的关系；思维要全面，要注意变换定量与变量，最后下综合结论。,时间,V,该反应从逆反应开始。降温或减压。平衡向正反应方向移动。,说出反应起始时是从正反应；还是从逆反应开始？然后是改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？,该反应从正反应开始。增大反应物浓度。平衡向正反应方向移动。,说出反应起始时是从正反应；还是从逆反应开始？然后是改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？,V正,V逆,V正,V逆,=,正、逆反应同时开始。加催化剂或加压（体积不变的反应）。平衡不移动。,时间,V,（1）转化率压强(温度）温度曲线,T,等温线,正反应 热 m+n p+q,放,正反应 热 m+n p+q,吸,下图是在其它条件一定时，反应2NO+O2 2NO2，HV逆的点是。,A,B,C,E,D,C点,T,NO转化率,（2）物质百分含量压强温度曲线,正反应 热m+n p+q,放,（3）转化率时间压强曲线,m+n p+q,t,m+n p+q,=,（4）物质百分含量时间温度曲线,正反应 热,放,T2 P1,T1P2,T1P1,m+n p+q,0,t,C%,正反应 热,放,此图在t2时，如果是加热，那么正反应是放热还是吸热？如果是减压，那么m+n与p+q的关系？,（5）浓度时间曲线,其它：,吸热,吸热,放热,1、在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)，达平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后与第一次平衡时相比，NO2的体积分数()A减少 B增大C不变 D无法判断,思路点拨可利用放大缩小思想分析。,听课记录本题考查化学平衡移动问题。如右图所示，假设原容器内有一可以滑动的隔板，原来左侧达到化学平衡状态，现在右侧加入适量的NO2也达到与原平衡相同的状态，在外力作用下，将右侧的活塞压到X处，并撤去隔板，保证与原平衡时温度和体积相同，此时相对于原平衡增大了体系压强，平衡正向移动，达到平衡后NO2的体积分数减小。,【答案】A,21和2分别为A在两个恒容容器中平衡体系A(g)2B(g)和2A(g)B(g)的转化率，在温度不变的情况下，均增加A的物质的量，下列判断正确的是()A1、2均减小B1、2均增大C1减小，2增大 D1增大，2减小,解析：对于固定容积的容器中的两反应，增大A的物质的量，体系压强增大，增压平衡向气体体积减小的方向移动，即对A(g)2B(g)向左移动，2A(g)B(g)向右移动。,答案：C,如图所示为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL NO。若通入11.2 mL氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内混合气体的密度为()A等于1.369 g/LB等于2.054 g/LC在1.369 g/L和2.054 g/L之间D大于2.054 g/L,【错因分析】根据反应2NOO2=2NO2进行计算，由题设条件知，混合气体的质量为：0.001 mol30 g/mol0.000 5 mol32 g/mol0.046 g，此时混合气体的密度为：0.046 g/0.022 4 L2.054 g/L，选B。,忽略隐含条件或反应造成计算错误,【正确解法】上述错解中忽略2NO2 N2O4(隐含的平衡)这一反应。由于这一平衡的存在，且题设条件中保持温度、压强不变，平衡会右移，使得平衡时混合气体的体积小于22.4 mL，故其密度必大于2.054 g/L。,【答案】D,练习、温度一定时，在密闭容器中有平衡体系：N2O4(g)2NO2,向容器中在加入等量的N2O4,再达平衡时c(NO2)与c(N2O4)的比值与原平衡相比A、减小 B、增大 C、不变 D、不能确定（1）容积不变（2）压强不变,A,C,
