化学平衡的移动

第三单元、化学平衡的移动【复习】化学平衡状态的定义：（化学反应的限度）一定条件下，可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。v正v逆v正=v逆vt0条件改变，使v正≠v逆原平衡被破坏，可见，化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变，旧的化学平衡将被破坏，并建立起新的平衡状态。平衡1v正=v逆条件改变v正≠v逆一定时间后平衡2v’正=v’逆旧平衡新平衡化学平衡移动若v正v逆，正向移动若v正v逆，逆向移动若条件改变未引起v正≠v逆，则化学平衡不移动1.概念:P52一.化学平衡移动2.研究对象：已建立平衡状态的体系化学平衡的移动就是改变外界条件，破坏原有化学平衡状态，建立新的化学平衡状态的过程。3.平衡移动的本质原因:v正≠v逆浓度【回忆】影响化学反应速率的外界条件主要有哪些？化学反应速率温度压强催化剂【思考】如何通过改变条件来打破旧平衡？可通过改变影响反应速率的条件来打破原有平衡，建立新平衡。编号K2Cr2O7溶液现象原因结论1号试管3-10滴浓硫酸2号试管10-20滴6mol/L的NaOH溶液Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-的浓度增大了橙色变深黄色变深增大C生,平衡逆向移动减小C生,平衡正向移动实验1：已知在K2Cr2O7的溶液中存在着如下平衡：CrO42-的浓度增大了[探究汇报]这个过程叫平衡向右或正向移动这个过程叫平衡向左或逆向移动实验：将5mL0.005mol/L的FeCl3溶液和5mL0.01mol/L的KSCN溶液混合,溶液变红色。存在如下平衡：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(血红色)编号所加试剂现象原因结论1号试管饱和FeCl3溶液2号试管1mol/L的NaOH溶液Fe(SCN)3的浓度增大了红色变深红色变浅增大C反,平衡正向移动减小C反,平衡逆向移动Fe(SCN)3的浓度减小了[探究汇报]结论1：其它条件不变的情况下①增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡向正反应方向移动②增大生成物浓度或减小反应物浓度平衡向逆反应方向移动工业上往往根据上述原理，通过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、降低成本。例如：(2)应用：增大一种反应物的浓度，会提高另一种反应物的转化率，而本身转化率降低。C反↑正向移动C生↓逆向移动0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V(逆)V(正)V(正)=V(逆)减小反应物的浓度0vtV(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(3)v-t图像：0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’(逆)V’(正)V’(正)=V’(逆)增大生成物的浓度0vtv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。由以上四图可以得出结论：1）改变反应物浓度瞬间，只能改变正反应速率改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率2）改变浓度瞬间，若v(正)v(逆)，平衡向正反应方向移动若v(逆)v(正)，平衡向逆反应方向移动3）新旧平衡速率比较：增大浓度，新平衡速率大于旧平衡速率减小浓度，新平衡速率小于旧平衡速率注意：改变浓度后，速率－时间图象是连续的。浓度对化学平衡移动的几个注意点①对平衡体系中的固态和纯液态物质，其浓度可看作一个常数，增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响V正、V逆的大小，所以化学平衡不移动。②只要是增大浓度，不论增大的是反应物浓度，还是生成物浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡；减小浓度，新平衡状态下的速率一定小于原平衡。③反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,该物质的平衡转化率降低,而其他物质的转化率提高。思考：合成氨工业中重要一步是:N2+3H22NH3该反应在一定条件下达平衡时，为提高H2的转化率，从浓度角度分析可采取什么措施？增大N2浓度（投入量)或及时分离出NH3人体吸入CO后,空气中的CO、O2与血红蛋白将建立如下平衡：CO+O2-血红蛋白CO-血红蛋白+O2如果你发现有人一氧化碳中毒你该怎么办呢？你能解释急救的原理么？[迁移应用1]H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)，在密闭容器中进行。一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？(1)增大水蒸汽浓度。(2)加入固体炭。(3)增加H2浓度。正向移动，CO浓度增大逆向移动，CO浓度减小不移动。CO浓度不变[迁移应用2]N2十3H22NH3NH3%随着压强的增大而增大，即增大压强，平衡向正反应的方向移动。实验数据：压强(MPa)15103060100NH3%2.09.216.435.553.669.4N2%随着压强的增大而增大，即减小压强，平衡向逆反应的方向移动。实验数据：压强(MPa)10060301051N2%5.010.218.437.552.676.42、压强对化学平衡的影响：结论：对于反应前后气体体积发生变化的化学反应，在其它条件不变的情况下:①增大压强，会使气体的浓度增大，使正逆反应速率都增大，化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；②减小压强，会使气体的浓度减小，使正逆反应速率都减慢，化学平衡向着气体体积增大的方向移动。先决条件：反应体系中有气体参加且反应前后气体总体积发生改变。aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b≠c+d练习：下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否移动？向哪个方向移动？①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)②H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)⑤H2S(g)H2(g)+S(s)正向移动不移动逆向移动逆向移动不移动思考：对于反应②和⑤，增大压强时，平衡没有移动，但正逆反应速率有无变化？如何变化？压强对化学平衡的影响[注意]③压强的变化必须改变混合物浓度（即容器体积有变化）才能使平衡移动。②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，但平衡速率改变①平衡混合物中无气体的，改变压强不能使平衡移动；V正=V逆V正V逆t1t（s）V（mol·L-1S-1）0t2V正=V逆V逆V正增大压强速率-时间关系图：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+bc+d注意：压强对平衡的影响，图像具有不连续性。为什么？思考：对于反应H2O+COH2+CO2高温催化剂速率-时间关系图：V’正=V’逆增大压强,正逆反应速率均增大，但增大倍数一样，V’正=V’逆，平衡不移动。t2V正=V逆V正V逆t1t（s）B、恒温恒压：充入惰性气体，“惰性气体”对平衡的影响A、恒温恒容：充入惰性气体，N2、H2NH3←惰性气体:P↑→C不变→v不变N2、H2NH3←惰性气体:P不变→体积↑→C↓，相当于减压平衡不移动平衡向体积增大的方向移动实验探究2NO2(气)N2O4(气)(2体积，红棕色)(1体积，无色)A.加压混和气体颜色先深后浅B.减压混和气体颜色先浅后深压强对化学平衡的影响2NO2(气)N2O4(气)(2体积，红棕色)(1体积，无色)A：当加压气体体积缩小时，混和气体颜色先变深是由于①，后又逐渐变浅是由于②；B：当减压气体体积增大时，混和气体颜色先变浅是由于①，后又逐渐变深是由于。NO2浓度瞬间增大NO2浓度瞬间减小平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动A.加压，混和气体颜色先深后浅；B.减压，混和气体颜色先浅后深。[讨论]对于反应2NO2(气)N2O4(气)试比较以下三种状态下的压强关系：改变压强前混和气体压强P1；改变压强后瞬时气体压强P2；改变压强达新平衡后混和气体压强P3；加压：；减压：。在其它条件不变的情况下：A：增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；B：减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。P2＞P3＞P1P1＞P3＞P2练习一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA(g)+nB(g)pC(g)达到平衡后，温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时，C的浓度为原来的1.8倍，则下列说法正确的是A、m+npB、A的转化率降低C、平衡向正反应方向移动D、C的体积分数增加(B)[实验探究]改变温度是否会影响化学平衡？如何影响？实验探究(实验2－7)2NO2(气)N2O4(气)△H＝－56.9kJ/mol(红棕色)(无色)混和气体受热颜色变深；遇冷颜色变浅。现象：[讨论]A：混和气体受热颜色变深，说明①；②。B：混和气体遇冷颜色变浅，说明①；②。NO2浓度增大平衡向逆反应方向移动NO2浓度减小平衡向正反应方向移动2、温度变化对化学平衡的影响【活动与探究1】课本P54Co(H2O)62+＋4Cl-CoCl42-+6H2O△H0粉红色蓝色步骤溶液的颜色平衡移动的方向热水冷水变蓝色变粉红色正向移动逆向移动2NO2N2O4△H0红棕色无色【活动与探究2】气体的颜色平衡移动的方向热水冷水加深逆向移动变浅正向移动温度升高平衡向逆反应方向移动温度升高平衡向正反应方向移动温度如何影响化学平衡呢？共同特点？Co(H2O)62+＋4Cl-CoCl42-+6H2O△H0粉红色蓝色2NO2N2O4△H0红棕色无色温度降低平衡向正反应方向移动温度降低平衡向逆反应方向移动在其它条件不变的情况下：(1)结论:(2)v-t图像：N2＋3H22NH3△H0平衡向吸热方向移动（逆向）平衡向放热方向移动（正向）2、温度变化对化学平衡的影响v逆v正v正v逆温度降低,化学平衡向放热方向移动。温度升高,化学平衡向吸热方向移动；vtT↑v正v逆vtT↓v正v逆V正=V逆V正=V逆4、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，（1)结论：加催化剂，不能使平衡发生移动，只影响到达平衡的时间。t时间加入催化剂V速率V正V逆0V逆=V正′′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。(2)v-t图像：改变反应条件平衡移动①②③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：改变影响平衡的一个因素（如浓度、温度、或压强等），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。三、化学平衡移动原理：注意：①是“减弱”这种改变，不能“消除”这种改变③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。②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合成氨的工艺流程如图2－22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。四、合成氨工业条件的选择N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＝-92.4kJ·mol－1⑴、注入过量N2，原因：提高v和αH2，平衡向正反应方向移动⑵、使用催化剂原因：降低Ea，提高v⑶、高压下进行反应原因：提高v，平衡向正反应方向移动⑷、较高温度下反应：约500℃原因：提高v，该温度下，催化剂活性高工业实际生产中除了要考虑反应进行的限