单元化学平衡的移动.ppt

第三单元 化学平衡的移动,苏教版选修4专题2 化学反应速率与化学平衡,浓度对平衡影响的v-t图分析,平衡向正反应方向移动,增大反应物浓度,一、化学平衡的移动,1、概念：改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。（P49）,旧平衡V正=V逆,条件改变,v正v逆,新平衡V正=V逆,2、移动的原因：外界条件发生变化。,若V正V逆，,平衡向正反应方向移动。,平衡不移动。,若V正V逆，,平衡向逆反应方向移动。,若V正V逆，,二、化学平衡移动的方向,当外界条件改变后：,注意：移动的方向：由v正和v逆的相对大小决定。,浓度对平衡影响的v-t图分析,平衡向正反应方向移动,增大反应物浓度,浓 度,压 强,温 度,催化剂,其他因素,影响化学反应速率的因素,气体,一、浓度对化学平衡的影响,已知铬酸根和重铬酸根离子间存在如下平衡：,加HNO3,加NaOH,溶液从黄色向橙色转变,溶液从橙色向黄色转变,增大反应物的浓度，平衡向正反应移动,减小反应物的浓度，平衡向逆反应移动,二、影响化学平衡的因素,（一）浓度,V正 V逆,V正 V逆,V正 V逆,V正 V逆,正反应方向,正反应方向,逆反应方向,逆反应方向,1、工业上制取硫酸的过程中，有一重要的反应：在实际生产过程中，常用过量的空气与成本较高的SO2作用，为什么？,练习,工业上用适当增加相对廉价的反应物或及时分离出生成物的方法提高产量。,2、已知 FeCl3（棕黄）+3KSCN（无色）Fe(SCN)3（血红色）+3KCl，充分反应后，采取下列 措施将会导致混合体系的颜色加深。（1）向混合体系中加入氯化铁固体（2）向混合体系中加入硫酸铁固体（3）向混合体系中加入氯化钠固体（4）向混合体系中加入氯化钾固体（5）向混合体系中加入NH4SCN固体,练习,在定温定容的容器中发生N2+3H2 2NH3，当反应达到平衡后，下列措施将会对化学平衡产生什么影响？（填正向移动或逆向移动或不移动）（1）向容器中充氮气（2）向容器中充氢气（3）向容器中充氨气（4）向容器中充氦气（5）向容器中充入氯化氢气体,练习,正向移动,正向移动,逆向移动,不移动,正向移动,练习2、在密闭容器中进行下列反应,达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：,（1）增加C，平衡 c(CO).,不移动,不变,注意（1）增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以化学平衡不移动。（2）在溶液中进行的反应，如果是稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度减小，V(正)、V(逆)都减小，但减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。,B,增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向 移动 增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向 移动,一、浓度变化对化学平衡的影响,正反应方向,逆反应方向,二、压强对化学平衡的影响,1根据图221的数据，分析压强改变是如何影响合成氨的平衡的?,N2(g)3H2(g)2NH3(g),二、压强对化学平衡的影响,2对于某些有气体参与的可逆反应，通过改变反应容器的体积来改变体系的压强，有可能使平衡发生移动。,请写出下列可逆反应的平衡常数表达式，利用反应物与生成物浓度的变化来解释增大或减小体系的压强对平衡的影响。,对于有气体参与或生成的反应，其它条件不变时：增大压强，向气体体积缩小的方向移动；减小压强，向气体体积增大的方向移动,注意 压强的变化(是通过改变容器的体积实现)必须改变混合气体的浓度，导致速率变化时，才可能使平衡移动。,在定温、容积可变的容器中充入1molN2 和3molH2，发生反应N2+3H2 2NH3，当反应达到平衡后，下列措施将会对化学平衡产生什么影响？（填正向移动或逆向移动或不移动）,例：,正向移动,逆向移动,不移动,（1）压缩容器的容积（2）定压向容器中充入氦气（3）定容容器中充入氦气,增大压强,正向移动,减小压强,逆向移动,注意：充入”惰性气体”a 恒压 当成”减压”b 恒容 速率不变，平衡不移动,对于反应前后气体分子数目不变的反应，压强改变，平衡不移动,练习3、在密闭容器中进行下列反应,达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：,（2）减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡;c(CO2)。,（3）通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡;c(CO2)。,（4）通入N2，保持密闭容器压强和温度不变，则平衡;c(CO2)。,逆向移动,增大,不移动,不变,正向移动,减小,二、压强变化对化学平衡的影响,总 结,1、增大压强，化学平衡向着气体分子数目减少的方向移动；2、减小压强，化学平衡向着气体分子数目增多的方向移动。3、对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡不移动,2根据图221的数据，分析温度改变是如何影响合成氨的平衡的?,N23H2 2NH3 H0,三、温度对化学平衡的影响,三、温度对化学平衡的影响,三、温度对化学平衡的影响,结论及应用：,大量实验研究表明，在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。,N23H2 2NH3 H0,四、催化剂对化学平衡的影响,催化剂降低了反应的活化能，正反应的活化能降低，逆反应的活化能也降低，正反应的活化分子百分数增加几倍，逆反应的活化分子百分数也增加几倍，正逆反应速率增加的倍数相等，加催化剂，不能使平衡发生移动，只影响到达平衡的时间。,增大反应物浓度减少生成物浓度,向正方向移动,减小反应物浓度增加生成物浓度,向逆方向移动,增 大 压 强,减 小 压 强,向体积增大的方向移动,升 高 温 度,向吸热反应方向移动,向放热反应方向移动,降 低 温 度,总结改变反应条件时平衡移动的方向,向体积缩小的方向移动,早在1888年，法国科学家勒夏特列就发现了这其中的规律，并总结出著名的勒夏特列原理，也叫化学平衡移动原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。,化学平衡移动原理勒夏特列原理,如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。,注意：是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡、沉淀平衡、水解平衡等），未平衡状态不能用此来分析平衡移动原理只能用来判断平衡移动方向，但不能用来判断建立平衡所需时间。,练习与实践,8在硫酸工业中有如下反应：,请回答以下问题：(1)为什么在生产上要用过量的空气?(2)为什么要使用催化剂?(3)为什么不在高温下进行反应?,2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0,N2(g)3H2(g)2NH3(g)92.4kJmol1,已知N2与H2反应合成NH3是一个可逆反应，其热化学方程式为：,合成氨的工艺流程如图224所示。在工业生产中，可以通过以下途径来提高合成氨的产率。请利用有关知识分析采取这些措施的原因。1向反应器中注入过量N2。2采用适当的催化剂。3在高压下进行反应。4在较高温度下进行反应。,浓度对平衡影响的v-t图分析1,平衡向正反应方向移动,增大反应物浓度,浓度对平衡影响的v-t图分析2,平衡向逆反应方向移动,增大生成物浓度,浓度对平衡影响的v-t图分析3,平衡向逆反应方向移动,减小反应物浓度,浓度对平衡影响的v-t图分析4,平衡向正反应方向移动,减小生成物浓度,有关化学平衡的计算规则和化学平衡移动原理有着广泛的适用性，可用于研究所有的化学动态平衡，如后续即将讨论的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡等。我们要学会用平衡的观点去解释有关的化学现象，揭示化学反应的规律。,练习与实践,7在一定条件下，反应：,在一密闭体系中达到化学平衡。(1)请写出该反应的平衡常数表达式：(2)请说明改变下列条件时，平衡如何移动。a保持压强不变，升高温度；b保持温度不变，缩小容器的体积；c保持体积不变，通入氢气。,H2(g)I2(g)2HI(g)H0,练习与实践,1某一化学反应，反应物和生成物都是气体，改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是()A增大反应物浓度 B减小反应容器的体积C增大生成物浓度 D升高反应温度,2压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是(),A.Fe2O3(g)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g),B.N23H2 2NH3,C.2SO2(g)O2(g)2SO3(g),D.C(s)CO2(g)2CO(g),练习与实践,3已知化学反应2A(?)+B(g)2C(?)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则()AA是气体，C是固体BA、C均为气体CA、C均为固体DA是固体，C是气体,练习与实践,4反应A(g)+3B(g)2C(g)H0达平衡后，将气体混合物的温度降低，下列叙述中正确的是()A正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动B正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动C正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动D正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动,练习与实践,5一定条件下，二氧化氮和四氧化二氮之间存在下列平衡：2NO2(g)N2O4在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中测定结果误差最小的是()A温度130、压强3.03105PaB温度25、压强1.01105PaC温度130、压强5.05104PaD温度0、压强5.05104pa,练习与实践,6在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60，则()A平衡向正反应方向移动了B物质A的转化率减小了C物质B的质量分数增加了Dab,化学平衡状态只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变时，原有平衡状态被破坏，一段时间后会达到新的平衡状态。化学平衡的移动，就是改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。,浓度引起平衡移动的v-t图分析,1、浓度的变化对化学平衡的影响,V正V逆 平衡正向移动,结论：增加反应物浓度或减小生成物的浓度都可使平衡正向移动,浓度引起平衡移动的v-t图分析,1、浓度的变化对化学平衡的影响,V逆V正 平衡逆反应方向移动,结论：增加生成物浓度或减小反应物的浓度都可使平衡向逆反应方向移动,2、压强变化对化学平衡的影响,(1)、增大压强，对于有气体参加和气体生成的化学反应来讲，由于缩小了体积，气体的浓度增大，提高了反应速率。,(2)、若两边都有气体，则改变压强同时改变正逆反应速率，当反应前后分子数目不同，速率改变倍数不一样，分子数目多的一侧速率改变倍数大。,（3）、当反应前后体积相同时，增大倍数相同。,对于某些有气体参与的可逆反应，由于压强的改变引起了浓度的改变，有可能使平衡发生移动。,结论：增加压强可使平衡向气体减小的方向移动;减小压强可使平衡向气体体积增大的方向移动.,压强引起平衡移动的v-t图分析,2、压强的变化对化学平衡的影响,N23H2 2NH3,对于反应前后气体分子数目不变的反应,压强引起平衡移动的相关v-t图分析,V正V逆 平衡不移动,H2(g)I2(g)2HI(g),3、温度变化对化学平衡的影响,注意：温度的变化一定会影响化学平衡，使 平衡发生移动,结论：在其他条件不变时，温度升高，会使化学平衡向吸热反应的方向移动，温度降低会使化学平衡向放热的方向移动。,3、温度变化对化学平衡的影响,温度的改变对正逆反应速率都会产生影响，但影响的程度不同，温度的变化对吸热反应的速率比放热反应的速率影响大。,具体表现在：,升高温度，正、逆反应速率都增大，但增大的倍数不一样，吸热反应增大的倍数大。,降低温度，正、逆反应速率都减小，但降低的倍数不一样，吸热反应降低的倍数大。,3、温度变化对化学平衡的影响,V吸 V放 平衡向吸热方向移动,结论：其他条件不变，升高温度平衡向吸热反应方向移动,温度引起平衡移动的相关v-t图分析,3、温度变化对化学平衡的影响,温度引起平衡移动的相关v-t图分析,V放V吸 平衡向放热反应方向移动,结论：其他条件不变，降低温度平衡向放热反应方向移动,催化剂同等程度的改变正、逆反应速率（V正V逆）使用催化剂，对化学平衡无影响。,正催化剂能缩短平衡到达的时间,4、使用催化剂对化学平衡的影响,四、几种平衡图像,转化率时间,对于反应,H 0,m+np+q,m+n=p+q,m+np+q,含量时间图,H 0,H 0,m+np+q,m+np+q,转化率温度压强图,m+np+q,H 0,m+np+q,H 0,含量温度压强图,m+np+q,H 0,m+np+q,H 0,图象题 1,B,2.已知某可逆反应：,m A(气）+n B（气）p C（气）H,在密闭容器中进行，右图表示在不同反应时间t 时，温度T和压强 p和反应物B在混合气体中的百分含量B%的关系曲线。由曲线分析，下列判断正确的是（）,A.T1 T2 p1 p2 m+n p H0B.C.D.,T1 T2 p1 p2 m+n p H0,T1 T2 p1 p2 m+n p H0,T1 T2 p1 p2 m+n p H0,C,图象题 2,图象题 3,3.已知反应3A(g)+B(g)C(s)+4D(g)H 0下图中a、b 表示一定条件下，D的体积分数随时间t的变化情况，若要使曲线b 变为曲线 a，可采取的措施是（）增大 B 的浓度 升高反应温度 缩小反应容器的体积 加入催化剂,1,4,3,2,D,图象题 4,（1）混合气体的颜色不再改变（）,（2）混合气体的平均相对分子质量不变（）,（3）混合气体的密度不变（）,（4）混合气体的压强不变（）,（5）单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2（）,(6)O2气体的物质的量浓度不变（）,化学平衡状态的判断,练习题,A,C,D,F,化学平衡计算 1,在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数为25%,若反应后条件保持不变，则反应后缩小的气体积与原反应物体积的比值是（）A.1/5 B.1/4 C 1/3.D 1/2.,解,1 3 2 2,设原反应物体积为 V，反应后缩小的体积为 x,x,(V-x)25%,=,解之，得：x=1/5V,所以，其比值为：1:5,A,化学平衡计算 2,0.05,0.1,0,0.3,0.3,0.15,n(A)=a=(0.15+0.3)mol/L 2 L=0.9 mol,解,0.9 mol,练习4：在一密闭容器中充入1 molNO2,建立平衡：,测得NO2转化率为a%。在其它条件不变时，再充入1 molNO2，待新平衡建立时，又测NO2的转化率为b%,问 a、b值的大小关系。,ba,