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第三单元 化学平衡的移动

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第三单元 化学平衡的移动. 一、化学平衡的移动. 条件改变. 一段时间后. 新平衡. v 正 ≠ v 逆. 旧平衡. 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。. 2 、移动的原因:外界条件发生变化。. 3 、正逆反应速率与平衡移动的方向 :. ① 若 V 正 > V 逆 ,. 平衡向正反应方向移动。. ② 若 V 正 < V 逆 ,. 平衡向逆反应方向移动。. ③ 若 V 正 = V 逆 ,. 平衡不移动。. 4 、反应商与化学平衡移动的方向. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 第三单元    化学平衡的移动
Page 2: 第三单元    化学平衡的移动

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。2 、移动的原因:外界条件发生变化。

旧平衡 条件改变 v 正≠ v 逆一段时间后 新平衡

3 、正逆反应速率与平衡移动的方向 :

① 若 V 正> V 逆 ,平衡向正反应方向移动。

平衡不移动。 ③ 若 V 正= V 逆 ,平衡向逆反应方向移动。 ② 若 V 正< V 逆 ,

Page 3: 第三单元    化学平衡的移动

44 、反应商与化学平衡移动的方向、反应商与化学平衡移动的方向

注:反应商计算式中的浓度表示反应进行到注:反应商计算式中的浓度表示反应进行到某一时刻的浓度,不一定是平衡浓度。某一时刻的浓度,不一定是平衡浓度。

Page 4: 第三单元    化学平衡的移动

(( 11 )若)若 Q Q > > KK ,化学平衡向逆反应方,化学平衡向逆反应方向向

移动,移动, VV 正正<< VV 逆逆(( 22 )若)若 Q Q << KK ,化学平衡向正反应方向,化学平衡向正反应方向

移动,移动, VV 正正>> VV 逆逆

(( 33 )若)若 Q = KQ = K ,化学平衡不移动。,化学平衡不移动。

[[ 问题思考问题思考 ] P49] P49 交流与讨论,思考哪些因交流与讨论,思考哪些因素有可能影响化学平衡移动的方向?素有可能影响化学平衡移动的方向?

Page 5: 第三单元    化学平衡的移动

1 、浓度变化对化学平衡的影响

教材 P53 活动与探究

二、影响化学平衡的因素

实验现象 结论实验

1

实验2

橙色变黄色 减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动

黄色变橙色 增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动

Cr2O72- + H2O 2CrO4

2- + 2H+

橙色 黄色

Page 6: 第三单元    化学平衡的移动

0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

V( 正 )= V( 逆 )

V’ ( 逆 )

V’ ( 正 )

V’ ( 正 )= V’ ( 逆 )

增大生成物的浓度0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

V( 正 )= V( 逆 )

V’ ( 正 )

V’ ( 逆 )

V’ ( 正 )= V’ ( 逆 )

减小生成物的浓度

平衡正向移动 平衡逆向移动

思考 : 增大反应物的浓度或减小反应物的浓度呢 ?

Page 7: 第三单元    化学平衡的移动

注意 增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,正逆反应速率都不变 , 所以化学平衡不移动。

0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

V( 正 )= V( 逆 )

V’ ( 逆 )

V’ ( 正 )

V’ ( 正 )= V’ ( 逆 )

减小反应物的浓度0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

V( 正 )= V( 逆 )

V’ ( 正 )

V’ ( 逆 )

V’ ( 正 )= V’ ( 逆 )

增大反应物的浓度

平衡正向移动 平衡逆向移动

Page 8: 第三单元    化学平衡的移动

练习 1 、在密闭容器中进行下列反应

CO2(g)+C(s) 2CO(g) △H 0﹥

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:

不移动 不变( 2 )增加碳,平衡 , C(co) .

( 1 )增加 CO2 ,平衡 ________ ,C (co) ________ 。

正向移动 增大

Page 9: 第三单元    化学平衡的移动

达到平衡时平衡混合物中 NH3 的含量〔 V ( N2 )︰ V ( H2 )= 1 ︰3 〕 0.1 10 20 30 60 100

200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8

300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6

400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8

500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5

600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4

压强Mpa

NH3

含量 /%温度 /℃

Page 10: 第三单元    化学平衡的移动

2 、压强变化对化学平衡的影响P54 交流与讨论 : 压强的变化对化学平衡有何影响 ?

可逆反应 平衡常数表达

改变压强对平衡的影响

增大压强 减小压强

N2(g)+ 3H2(g) 2NH⇌ 3(g)

FeO(s)+CO(g) Fe(s)+⇌CO2(g)

N2O4 ⇌ 2NO2

23

32 2

( )

( ) ( )

c NHK

c N c H

2( )

( )

c COK

c CO

22

2 4

( )

( )

c NOK

c N O

正向移动 逆向移动逆向移动 正向移动

不移动 不移动

提醒:若没有特殊说明,压强的改变就默认为改变容器容积的方法来实现,如增大压强,就默认为压缩气体体积使压强增大。

Page 11: 第三单元    化学平衡的移动

mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

若 m+n = p+q , 反应前后气体分子数不变的反应

若 m+n=p+q , 反应前后气体分子数变化 的反应:

增大压强,平衡往气体分子数减少的方向移动

减小压强,平衡往气体分子数增加的方向移动

压强改变,平衡不发生移动。

结论:

Page 12: 第三单元    化学平衡的移动

t0

v

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

V’ ( 正 )

V’ ( 逆 )

新平衡

m+n﹥p+q0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡V’ ( 正 )

V’ ( 逆 )

新平衡

m+n﹤p+q

增大压强,

Page 13: 第三单元    化学平衡的移动

0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

V’ ( 正 )V’ ( 逆 )

新平衡

减小压强,

m+n﹥p+q0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

原平衡

V’ ( 逆 )V’ ( 正 )

新平衡

m+n﹤p+q

Page 14: 第三单元    化学平衡的移动

V 正

V 逆

时间平衡 1 平衡 2

减小压强速率

V 正 = V 逆

V 正 =V 逆

m+n=p+q

减小体系的压强,平衡不移动,但正逆反应速率都减小!

Page 15: 第三单元    化学平衡的移动

1. 例: I2 + H2 2HI△ 增大体系的压强,平衡不移动,

但浓度增大,颜色加深,正逆反应速率都加快!

2. 密闭容器充入”惰性气体” a 、恒压 → 当成”减压” ;

b 、恒容 → 速率不变,平衡不移动 .

注意:

增大压强

V 正

速率

时间V 逆

平衡 1 平衡 2

V 正 = V 逆V 正 =V 逆

m+n=p+q

Page 16: 第三单元    化学平衡的移动

练习 3 、在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s) 2CO(g) △H 0﹥

达平衡后,改变条件,指定物的浓度及平衡如何变化:( 1 )减小密闭容器体积,保持温度不变,则平衡 ; c(CO2) 。 ( 2 )通入 N2 ,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡 ; c(CO2) 。 ( 3 )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

Page 17: 第三单元    化学平衡的移动

练习: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

课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习

Page 18: 第三单元    化学平衡的移动

33 、温度变化对化学平衡的影响、温度变化对化学平衡的影响[[ 活动与探究活动与探究 1] 1] 课本课本 P55P55

CoCo2+2+ ++ 4Cl4Cl-- CoCl CoCl442-2-

H>0 △H>0 △粉红色粉红色 蓝色蓝色

Page 19: 第三单元    化学平衡的移动

2NO2NO22 N N22OO4 4 H<0△H<0△

红棕色红棕色 无色无色

[[ 活动与探究活动与探究 2 ]2 ]

气体的颜色 平衡移动的方向

热水

冷水

加深加深 平衡逆向移动平衡逆向移动

变浅变浅 平衡正向移动平衡正向移动

Page 20: 第三单元    化学平衡的移动

结论: 其他条件不变的情况下(结论: 其他条件不变的情况下( P55P55 ):):

升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;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。降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。

Page 21: 第三单元    化学平衡的移动

t0

v

V( 正 )

V( 逆 )

V( 正 )= V( 逆 )

V’ ( 吸 )

V’ ( 放 )

V’ ( 正 )= V’ ( 逆 )

升高温度

平衡往吸热方向移动

Page 22: 第三单元    化学平衡的移动

降低温度

0

v

t

V( 正 )

V( 逆 )

V( 正 )= V( 逆 )

V’ ( 放 )V’ ( 吸 )

V’ ( 正 )= V’ ( 逆 )

平衡往放热方向移动

Page 23: 第三单元    化学平衡的移动

4 、催化剂对化学平衡的影响

使用催化剂 V 正、 V 逆都增大,且增大的幅度相等

平衡不移动( 但到达平衡时间缩短)

V 正

速率

时间V 逆

平衡 1 平衡 2

V 正 = V 逆V 正 =V 逆

Page 24: 第三单元    化学平衡的移动

影响化学平衡的条件小结:影响化学平衡的条件

化学平衡移动方向

浓度

增大反应物浓度减小反应物浓度增大生成物浓度减小生成物浓度

向正反应方向移动向逆反应方向移动向逆反应方向移动向正反应方向移动

压强 增大体系压强 向气体分子数减少的方向移动减小体系压强 向气体分子数增多的方向移动

温度 升高温度 向吸热反应方向移动降低温度 向放热反应方向移动

催化剂 加入催化剂,平衡不移动

Page 25: 第三单元    化学平衡的移动

改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理。

三、化学平衡移动原理(勒夏特列原理)

概念的理解:① 影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;② 原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(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;③ 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:平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)

外界条件的变化。

Page 26: 第三单元    化学平衡的移动

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) 硝酸工业生产中,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

D

课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习

Page 27: 第三单元    化学平衡的移动

练习 1 、在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s) 2CO(g) △H 0﹥

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 CO2 ,平衡 ________ ,C (co) ________ 。

C(co2)__________ 。

( 2 )减少 CO ,平衡_ _____ , C(co) ________ ,

C(co2) ____ .

正向移动 增大增大

正向移动 减小减小

练习 2 、在密闭容器中进行下列反应 N2(g)+ 3H2(g) ⇌ 2NH3

(g)   达到平衡后 , 加入 N2 , 达到新平衡后 , N2, H2 的转化率将怎                     么变化?

H2 的转化率增大, N2 的转化率减小

Page 28: 第三单元    化学平衡的移动

4 、密闭容器中 mA(g)+nB(g) pC(g), 反应达到平衡,经测定增大压强 P 时, A 的转化率随 P而变化的曲线如下图。则:

(1) 增大压强, A 的转化率 ____

平衡向 移动,

达到平衡后,混合物中 C 的浓度 ________ 。

(2)上述化学方程式中的系数 m 、 n 、 p 的正确关系是 , (3) 当降低温度时, C 的浓度减小,正反应是 ____ 热反应。

增大

m+n>p

增大

A的转化率

P正反应方向

Page 29: 第三单元    化学平衡的移动

四、合成氨工业条件的选择四、合成氨工业条件的选择NN22(g) + 3 H(g) + 3 H22(g) 2 NH(g) 2 NH33(g)(g) △△HH == -92.4kJ·mol-92.4kJ·mol -- 11

Page 30: 第三单元    化学平衡的移动

⑴⑴ 、注入过量、注入过量 NN22 ,及时分离,及时分离 NHNH33 ;;

原因:提高原因:提高 νν 和和 ααH2H2 ,平衡向正反应方向移动,平衡向正反应方向移动

⑵⑵ 、使用催化剂、使用催化剂

原因:降低原因:降低 EaEa ,提高,提高 νν

⑶⑶ 、增大压强:、增大压强: 2020 ~~ 50MPa50MPa

原因:提高原因:提高 νν ,平衡向正反应方向移动,平衡向正反应方向移动

Page 31: 第三单元    化学平衡的移动

⑷⑷ 、升高温度:约、升高温度:约 500℃500℃

原因:提高原因:提高 νν ,该温度下,催化剂活性高,该温度下,催化剂活性高

[[ 问题思考问题思考 ]] 工业实际生产中除了要考虑工业实际生产中除了要考虑反反

应进行的限度以外还要兼顾什么?应进行的限度以外还要兼顾什么?反应速率、动力、材料、设备等因素反应速率、动力、材料、设备等因素

Page 32: 第三单元    化学平衡的移动

2 、恒温下 , 反应 aX(g) bY(g) +cZ(g) 达到平衡后 ,

把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时 , X 的物质的量浓度由 0.1mol/L 增大到 0.19mol/L, 下列判断正确的是 :

A. a > b+c B. a < b+c

C. a = b+c D. a = b=c

A

课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习

Page 33: 第三单元    化学平衡的移动

练习 4 :用来表示可逆反应 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℃

AB

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℃

A

Page 34: 第三单元    化学平衡的移动

课堂练习

3 、在高温下,反应 2HBr(g) H2 (g) + B

r2 (g) (正反应吸热)达到平衡,要使混气颜色加深,可采取的方法是

A.减压 B.缩小体积

C.升温 D.增大 H2 浓度

B 、 C

Page 35: 第三单元    化学平衡的移动

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

① 生成物的百分含量一定增加 ② 生成物的产量一定增加 ③ 反应物的转化率一定增大 ④ 反应物浓度一定降低 ⑤ 正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥ 使用了合适的催化剂 A (B) (C) (D) ① ② ②⑤ ③⑤ ④⑥

B

课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习

Page 36: 第三单元    化学平衡的移动

压强变化对浓度商的影响

K=

[A]m [B]n[C]p [D]q

mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

K’

=[aA]m

[aB]n[aC]p[aD]q

=a(p+q-m-n) × [A]m [B]n

[C]p [D]q

Page 37: 第三单元    化学平衡的移动

增大压强,则 a﹥1

若 m+n﹥p+q , 则 K’ ﹤ K , 平衡正向移动。若 m+n﹤p+q , 则 K’ ﹥ K , 平衡逆向移动。若 m+n = p+q , 则 K’ = K , 平衡不发生移动。

K’

=[aA]m

[aB]n[aC]p[aD]q

=a(p+q-m-n) × [A]m [B]n

[C]p [D]q

Page 38: 第三单元    化学平衡的移动

减小压强,则 a﹤1

若 m+n﹥p+q , 则 K’ ﹥ K , 平衡逆向移动。若 m+n﹤p+q , 则 K’ ﹤ K , 平衡正向移动。若 m+n = p+q , 则 K’ = K , 平衡不发生移动。

K’

=[aA]m

[aB]n[aC]p[aD]q

=a(p+q-m-n) × [A]m [B]n

[C]p [D]q