专题 2 第三单元 化学平衡的移动 P49

2 、定义：改变外界条件，可逆反应中旧的化学平衡的破坏，新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动。

1 、研究对象：已建立平衡状态的体系。

化学平衡移动的根本原因： 化学平衡移动的根本原因： 外界条件改变，引起ひ 外界条件改变，引起ひ正正、、ひひ逆逆发生改变，发生改变，且：且：ひひ正正≠≠ひひ逆逆≠≠ 00 ，造成化学平衡移动。，造成化学平衡移动。

一、浓度变化对化学平衡的影响影响化学平衡移动的因素影响化学平衡移动的因素

11 、结论：、结论：在其他条件不变时，增大反应在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡物浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡向正反应方向移动；反之化学平衡向逆反向正反应方向移动；反之化学平衡向逆反应方向移动。应方向移动。

0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

V’ ( 正 )

V’ ( 逆 )

新平衡

⑴ 增大反应物的浓度0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

V’( 正 )

V’( 逆 )

新平衡

⑵ 减小生成物的浓度

2. 浓度变化影响化学平衡的本质原因V’ ( 正 ) ＞ V’ ( 逆 )

→ 平衡正向移动。

新平衡

t0

v

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡 V’ ( 正 )

V’ ( 逆 )

⑶ 增大生成物的浓度0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

V’ ( 正 )

V’ ( 逆 ) 新平衡

⑷ 减小反应物的浓度

V’ ( 逆 ) ＞ V’ ( 正 )

→ 平衡逆向移动。

条件改变 Q 变化

Q 与 K 关系 平衡移动方向

C 反增大C 生减小

Q 减小

C 生增大C 反减小

Q 增大

向逆反应方向移动

Q ﹤ K

Q ﹥K

向正反应方向移动

2. 浓度商 Q 判断平衡移动方向

【例 1 】在密闭容器中发生如下反应 : CaCO3 CaO+CO2 。达到平衡时： A 、为什么在密闭容器中该反应才是可逆反应？B 、加入 CaCO3 平衡如何移动？C 、体积不变，充入 CO2 平衡怎么移动？固体和纯液体的浓度是个常数，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。

3. 浓度变化平衡发生移动的应用

A 、加入氢氧化钠平衡如何移动？ B 、加入 NaHCO3 固体， [HCl

O] 变化？C 、加入浓 HCl 平衡如何移动？D 、为什么 Cl2 用排饱和食盐水法收集？E 、加 H2O ， [HClO] 变化？ F 、久置氯水的成分是什么？为什么？

【例 3 】反应 Cl2+H2O HCl+HClO 。

二、压强变化对化学平衡的影响

2.2. 本质原因本质原因 :: 其他条件不变时，压强增大，其他条件不变时，压强增大，ひ正、ひ逆都提高，但气体体积之和大ひ正、ひ逆都提高，但气体体积之和大的反应速率增大的幅度更大。的反应速率增大的幅度更大。

1. 结论：⑴ 加压向气体分子数减小的方向移动；⑵ 减压向气体分子数增多的方向移动；⑶ 气体分子数不变的反应改变压强平衡不移动。

NN22(g)+3H(g)+3H22(g) 2NH(g) 2NH33(g)(g)

一定 T N2 (g)+3H2(g) 2NH3 (g)

平衡浓度： a b c加压一倍： 2a 2b 2c 减压一半： 1/2a 1/2b 1/2cK( 平 )= Q( 加压 )= Q( 减压 )=

比较 K( 平 ) 、 Q( 加压 ) Q( 减压 ) 的大小？

HH22(g)+I(g)+I22(g)(g) 　　 　　 2HI(g)2HI(g)

一定 T H2 (g) +I2 (g) 2HI (g)

平衡浓度： a b c加压一倍： 2a 2b 2c 减压一半： 1/2a 1/2b 1/2c

K( 平 )=Q( 加压 )=Q( 减压 ) → 平衡不移动。

【例 1 】 H2(g)+I2(g) 2HI(g) 反应中达平衡时，加压后下列说法正确的是 ( )A 、平衡不移动 B 、 H2 的物质的量增大C 、 [H2] 增大 D 、加压后再达平衡的速率比原来要快E 、 H2% 增大

【例 2 】在一密闭容器中充入 1 molNO2 ，建立平衡 :2NO2 N2O4 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。b a﹥

【例 3 】在相同的 A 、 B 密闭容器中分别充入 2molSO2 和 1molO2, 在一定温度下反应，并达新平衡： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3

(g) 。若 A 容器保持体积不变， B 容器保持压强不变。当 A 中 SO2 的转化率为 25% 时， B 中 SO2 的转化率为：A 、 25% B 、大于 25% C 、小于 25% D 、无法判断

【例 4 】已知 N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) 在一密闭容器中反应达平衡后。① 体积不变，充入一定量的稀有气体平衡是否移动？② 压强不变，充入一定量的稀有气体平衡是否移动？

【例 5 】在容积相同的两密闭容器 A 和 B中，保持温度为 200℃ ，同时向 A 、 B中分别加入 amol 和 bmol HI(a>b) ，待反应

H2(g)+I2(g) 2HI(g) 达到平衡后，下列说法正确的是 （ ）

A. 两容器达到平衡 , 所需要时间 :t(A) ＞ t(B);

B. 平衡时， A 、 B 容器内气体颜色一样深浅 ;

C. 平衡时， I2 蒸气在混合气体中的百分含量： A ＞ B ；

D. HI 的平衡分解率： α(A)=α(B) 。

1.1. 结论：在其他条件不变的情况下，结论：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，化学平衡向放向移动，降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。热反应方向移动。2.2. 本质原因： 本质原因： 升高温升高温度，吸热反应方向的速率增大的幅度，吸热反应方向的速率增大的幅度更大。 度更大。 降低温度，吸热反应方 降低温度，吸热反应方向的速率降低的幅度更大。向的速率降低的幅度更大。

三、温度三、温度变化对化学平衡的影响

t0

v

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

V’ ( 正 )

V’ ( 逆 )

新平衡

正反应△H ﹥ 00

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡V’ ( 正 )

V’ ( 逆 )

新平衡

正反应△H ﹤ 0

升高温度： V’( 正 ) 、 V’( 逆 ) 均增大， 但 V( 吸热 ) V(﹥ 放热 ) ，向吸热反应方向移动。

温度变化影响化学平衡的本质原因

正反应 △H ﹥ 00

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

V’ ( 逆 )

V’ ( 正 )

新平衡

0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

V’ ( 正 )

V’ ( 逆 )

新平衡

正反应△H ﹤ 0降低温度： V’( 正 ) 、 V’( 逆 ) 均减小， 但 V( 放热 ) V(﹥ 吸热 ) ，向放热反应方向移动。

3. 温度对平衡常数的影响⑴ 放热反应： 升温→吸热方向→平衡逆移→ K 值减小；降温→放热方向→平衡正移→ K 值增大。⑵ 吸热反应： 升温→吸热方向→平衡正移→ K值增大；降温→放热方向→平衡逆移→ K 值减小。

【例 1 】在密闭容器中进行下列反应： 在密闭容器中进行下列反应： M M (g) ＋＋ N N (g) R R (g) ＋＋ 22LL 。。此反应此反应符合下面图像，下列叙述是正确 （ 符合下面图像，下列叙述是正确 （ ） ） ((AA) ) 正反应吸热，正反应吸热， LL 是气体 是气体 ((BB) ) 正反应吸热，正反应吸热， LL 是固体 是固体 ((CC) ) 正反应放热，正反应放热， LL是气体 是气体 ((DD) ) 正反应正反应放热，放热， LL 是固体或液体 是固体或液体

C

【例 2 】表示可逆反应 2A (g) +B(g) 2C(g) 。 ( 正反应为放热反应 ) 的正确图像为 （ ）的

质量分数

C

0 时间

100℃500℃

(A)

(B)

V

0 温度

V( 逆 )V

( 正 )

V

0 压强(C)

V( 正 ) V

( 逆 )

的转化率

A

0 压强(D)

500℃

100℃

AC

四、催化剂对化学平衡的影响

0

v

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

t

新平衡

⑴ 同等程度的加快正、逆反应速率 (V 正 =V 逆 ) ；对化学平衡无影响。 ⑵催化剂能缩短平衡到达的时间。

t1 t2 t

产物含

量 使用催化剂使用催化剂

【例 2 】如图表示一定条件下可逆反应：X (g) +Y (g) 2Z (g) +Q (S) 。若使 a 曲线变成 b 曲线，可采取的措施是 （ ）A 、加入催化剂 B 、增大 Y 的浓度C 、升高温度 D 、减小体系的压强E 、增大体系的压强

b

aX

的转化

率

t

A 、 E

化学平衡移动原理（勒夏特列原理） 改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能减弱这种改变的方向移动。“减弱”的双重含义定性角度：平衡移动的方向为减弱外界改变的方向。定量角度：移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化量。

66 、对于反应：、对于反应： 2A+B 2C2A+B 2C 在反应过程中在反应过程中 CC 的的百分含量随温度变化如右图所示，则：百分含量随温度变化如右图所示，则：⑴⑴TT00 对应的对应的 VV 正正与与 VV 逆逆的关系是的关系是 _____________._____________.

⑵⑵ 正反应为正反应为 __________________ 热反应热反应 ..⑶⑶AA 、、 BB 两点正反应速率的大小关系两点正反应速率的大小关系 是是 ________________.________________.⑷⑷ 温度温度 T<TT<T00 时，时， C%C% 逐渐增大的原因逐渐增大的原因 是是 _______________._______________. C%C%

T0 TT0

BA ··

·

C

TT

55 、可逆反应：、可逆反应：

mAmA(S)(S) +nB +nB(g)(g) 　　 　 　 pCpC(g)(g) ；△；△ HH ＜＜ 00

在一定温度的密闭容器中进行，在一定温度的密闭容器中进行， BB 的的

体积分数体积分数 (V(VBB%)%) 与压强关系如图所示。与压强关系如图所示。

下列叙述正确的是（ ）下列叙述正确的是（ ）（（ AA ） ） m + n < pm + n < p（（ BB ） ） n > pn > p（（ CC ） ） n < pn < p（（ DD ） ） xx 点时点时 :: ひひ (( 正正 ))>> ひひ(( 逆逆 ))

C DC D

催化剂

加热

【探究】建立等效平衡状态的途径 建立等效平衡状态的途径 恒温恒容过程 :2SO2+O2 2SO3 。

2mol SO2

1mol O2

开始

2mol SO3

开始SO2 a% O2 b% SO3 c%

平衡状态

1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3

③

②①

这种各组分的含量相同的平衡状态叫等效平衡。

【例 1】在一定的温度下，把 2molSO2 和3molO2通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应： 2SO2 +O2 2SO3 。若该容器维持恒温恒容，用 a 、 b 、 c 分别代表初始加入的 SO2 、 O2 、和 SO3 的物质的量，达到平衡时反应混合物中三种气体的物质的量浓度仍跟上述平衡时相同。则： ⑴若 a=0 ，则 b= ， c= ， ⑵ a 、 b 、 c 取值必须满足一般的条件 ：

， 。

催化剂

加热

2.25 1.5

a+c=2 b+c/2=3

【例 2】一定温度下，一定容积的密闭容器里，加入 2molSO2 和 3molO2 ，发生如下反应： 2SO2 +O2 2SO3 ，达到平衡时 SO3 为 xmol 。若该容器维持恒温恒压，用 a 、 b 、 c 分别代表初始加入的 SO2 、O2 和 SO3 的物质的量，达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时相同。⑴ a、 b、 c 满足的关系 。

⑵平衡时 SO3 的物质的量为 。

催化剂

加热

(a+c) /(b+c/2) =2/3

(a+c)x/2mol

【例 3】一定温度下，一定容积的密闭容器里，加入 1mol H2 和 2mol I2 ，发生如下反应： H2 +I2 2HI ，达到平衡时 HI 为体积分数为 ω 。用 a 、 b 、 c 分别代表初始加入的 H2 、 I2 和 HI 的物质的量，达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时相同。下列情况下 a 、b、 c 满足的关系及 HI 的浓度变化

⑴ 若该容器维持恒温恒容 ?

⑵ 若该容器维持恒温恒压 ?

催化剂

加热

44 、如图曲线是在其他条件一定时，反应：、如图曲线是在其他条件一定时，反应：2NO2NO2 2 　　　　 NN22OO4 4 ； ； △△ HH <O<O 中，中， NONO22 最大转最大转化率与温度的关系曲线。化率与温度的关系曲线。图上标有图上标有 AA 、、 BB 、、 CC 、、 DD 、、 E 5E 5 点，其中表示点，其中表示未达到平衡状态且未达到平衡状态且ひひ (( 正正 ))>> ひひ (( 逆逆 )) 的点是（ ） 的点是（ ） (A) A (A) A 或 或 EE

(B)C(B)C

(C) B(C) B

(D) D(D) D

BB

22 、下图表示可逆反应：、下图表示可逆反应：A(g) + B(g) C(g)A(g) + B(g) C(g) ，当增大压强时，，当增大压强时，平衡由平衡由 aa 点移动到点移动到 bb点，正确的曲线是（ ）。点，正确的曲线是（ ）。BB

DD

33 、对于可逆反应 ：、对于可逆反应 ：A(g) + 2B(g) 2C(g)A(g) + 2B(g) 2C(g) ；；△△ HH ＞＞ 00 ，下列图像，下列图像

中下列的是（ ）。中下列的是（ ）。

课堂练习：课堂练习：11 、反应 、反应 X(g) +Y(g) 2Z(g) (X(g) +Y(g) 2Z(g) ( 正反应放热正反应放热 )) ，从正，从正反应开始经反应开始经 tt11 时间达到平衡状态，在时间达到平衡状态，在 tt22 末由于条件末由于条件变化，平衡受到破坏，在变化，平衡受到破坏，在 tt33 时达到新的平衡，下图时达到新的平衡，下图表示上述反应过程中表示上述反应过程中物质的浓度与反应时物质的浓度与反应时间的变化关系，试问间的变化关系，试问图中的曲线变化是由图中的曲线变化是由哪种条件的改变引起哪种条件的改变引起的？ （ ）的？ （ ）

AA 、增大、增大 XX 或或 YY 的浓度的浓度BB 、增大压强、增大压强CC 、增大、增大 ZZ 浓度浓度DD 、降低温度、降低温度

DD

三、化学平衡移动原理应用 ——合成氨条件的选择问题 1 ：合成氨反应有什么特点？N2+3H2 2NH3 H△ ＝－ 92.4kJ·mol － 1

特点： a 、可逆反应 b 、正反应放热 c 、正反应是气体分子数目减小的反应。

问题 2 ：请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？主要：经济效益与社会效益基本要求： a. 反应快 ( 反应速率问题 ) b. 原料利用率高 ( 平衡问题 ) c. 单位时间内产量高 ( 速率快、平衡右移 )

问题 3 ：分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。

高 温高 压

使 用

高 压低 温无影响

问题 4 ：工业上合成氨的条件到底怎样？⑴ 使用催化剂：可以大大加快化学反应速率；

⑵选择合适的温度： 500℃左右，该温度是为合成氨催化剂的活性温度 ( 速率问题 ) ；

⑶选择合适的压强 : 2.0×107~5.0×107Pa ，该压强下进行生产，对动 力、材料、设备等正合适。 （浓度大速率快、平衡右移 ) 。 ⑷将氨气及时分离出来 ( 平衡右移、增大反应放浓度速率加快 ) 。 ⑸原料循环使用。

下列现象可利用勒夏特列原理解释的有：

1.CO2难溶于饱和的 NaHCO3溶液2.由 H2 、 I2(g) 、 HI组成的平衡体系，

加压后颜色加深3.由 H2 、 I2(g) 、 HI组成的平衡体系，

加热后颜色加深（体积不变）4. 加压可使 CO2 在水中溶解度增大5. 密闭、低温是保存氨水的必要条件

【例 2 】在已经处于化学平衡的体系中，如果下列量发生变化一定能表明平衡发生移动是 （ ）A 、反应混合物的浓度 B 、正、逆反应速率 C 、反应混合物的压强 D 、各组分所占的百分含量E 、反应物的转化率速率改变，平衡不一定移动，只有改变 V 正≠ V 逆后才会移动。