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第三單元化學(xué)平衡的移動(dòng)蘇教版選修4專題2
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第三單元蘇教版選修4專題2
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平1一、化學(xué)平衡的移動(dòng)1、概念:改變外界條件,破壞原有的平衡狀態(tài),建立起新的平衡狀態(tài)的過程。舊平衡V正=V逆條件改變v正≠v逆新平衡V'正=V'逆2、移動(dòng)的原因:外界條件發(fā)生變化。一、化學(xué)平衡的移動(dòng)1、概念:改變外界條件,破壞原有的平衡狀態(tài)2①若V正>V逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。平衡不移動(dòng)。②若V正=V逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。③若V正<V逆,二、化學(xué)平衡移動(dòng)的方向當(dāng)外界條件改變后:注意:移動(dòng)的方向:由v正和v逆的相對大小決定。①若V正>V逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。平衡不移動(dòng)。②若V正3
濃度
壓強(qiáng)
溫度
催化劑
其他因素影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素氣體濃度壓強(qiáng)溫度催化劑其他因素4一、濃度對化學(xué)平衡的影響已知鉻酸根和重鉻酸根離子間存在如下平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O黃色
橙色實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2加HNO3加NaOH溶液從黃色向橙色轉(zhuǎn)變?nèi)芤簭某壬螯S色轉(zhuǎn)變增大反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)移動(dòng)減小反應(yīng)物的濃度,平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)一、濃度對化學(xué)平衡的影響已知鉻酸根和重鉻酸根離子間存在如下平5濃度對平衡影響的v-t圖分析1V正V逆′′V速率V正V逆0t時(shí)間平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)增大反應(yīng)物濃度濃度對平衡影響的v-t圖分析1V正V逆′′VV正V逆0t時(shí)間6濃度對平衡影響的v-t圖分析2V逆V正′′V速率V正V逆0t時(shí)間平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)增大生成物濃度濃度對平衡影響的v-t圖分析2V逆V正′′V速率V正V逆0t7濃度對平衡影響的v-t圖分析3V正V逆′′V正V逆t時(shí)間V速率0平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度濃度對平衡影響的v-t圖分析3V正V逆′′V正V逆t時(shí)間V速8濃度對平衡影響的v-t圖分析4V逆V正′′V正V逆t時(shí)間V速率0平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)減小生成物濃度濃度對平衡影響的v-t圖分析4V逆V正′′V正V逆t時(shí)間V速9(一)濃度條件改變原因移動(dòng)方向①增大反應(yīng)物濃度②增大生成物濃度③減小反應(yīng)物濃度④減小生成物濃度V正>V逆V正<V逆V正>V逆V正<V逆正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向(一)濃度條件改變原因移動(dòng)方向①增大反應(yīng)物濃度②增大生成物濃101、工業(yè)上制取硫酸的過程中,有一重要的反應(yīng):
在實(shí)際生產(chǎn)過程中,常用過量的空氣與成本較高的SO2作用,為什么?練習(xí)工業(yè)上用適當(dāng)增加相對廉價(jià)的反應(yīng)物或及時(shí)分離出生成物的方法提高產(chǎn)量。練習(xí)工業(yè)上用適當(dāng)增加相對廉價(jià)的反應(yīng)物或112、已知FeCl3(棕黃)+3KSCN(無色)Fe(SCN)3(血紅色)+3KCl,充分反應(yīng)后,采取下列
措施將會(huì)導(dǎo)致混合體系的顏色加深。(1)向混合體系中加入氯化鐵固體(2)向混合體系中加入硫酸鐵固體(3)向混合體系中加入氯化鈉固體(4)向混合體系中加入氯化鉀固體(5)向混合體系中加入NH4SCN固體練習(xí)√√√Fe3++3SCN-Fe(SCN)32、已知FeCl3(棕黃)+3KSCN(無色)12在定溫定容的容器中發(fā)生N2+3H22NH3,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施將會(huì)對化學(xué)平衡產(chǎn)生什么影響?(填正向移動(dòng)或逆向移動(dòng)或不移動(dòng))(1)向容器中充氮?dú)猓?)向容器中充氫氣(3)向容器中充氨氣(4)向容器中充氦氣(5)向容器中充入氯化氫氣體練習(xí)正向移動(dòng)正向移動(dòng)逆向移動(dòng)不移動(dòng)正向移動(dòng)在定溫定容的容器中發(fā)生N2+3H213練習(xí)2、在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0達(dá)到平衡后,改變下列條件,則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化:(1)增加C,平衡
c(CO).
不移動(dòng)不變練習(xí)2、在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)14注意(1)增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以化學(xué)平衡不移動(dòng)。(2)在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如果是稀釋溶液,反應(yīng)物濃度減小,生成物濃度減小,V(正)、V(逆)都減小,但減小的程度不同,總的結(jié)果是化學(xué)平衡向反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大的方向移動(dòng)。注意15練習(xí):在0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+對于該平衡,下列敘述正確的是()A、加入水時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。B、加入少量氫氧化鈉固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。C、加入少量0.1mol/LHCl溶液,溶液中c(H+)減小D、加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B練習(xí):在0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下電離16增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向
移動(dòng)增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度,平衡向
移動(dòng)小結(jié):濃度變化對化學(xué)平衡的影響正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向17二、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響1.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析壓強(qiáng)改變是如何影響合成氨的平衡的?N2(g)+3H2(g)2NH3(g)二、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響1.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析壓強(qiáng)改182.對于某些有氣體參與的可逆反應(yīng),通過改變反應(yīng)容器的體積來改變體系的壓強(qiáng),有可能使平衡發(fā)生移動(dòng)。請寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式,利用反應(yīng)物與生成物濃度的變化來解釋增大或減小體系的壓強(qiáng)對平衡的影響。2.對于某些有氣體參與的可逆反應(yīng),通過改變反應(yīng)容器的體積來改19對于有氣體參與或生成的反應(yīng),其它條件不變時(shí):
增大壓強(qiáng),向氣體體積縮小的方向移動(dòng);
減小壓強(qiáng),向氣體體積增大的方向移動(dòng)[注意]壓強(qiáng)的變化(是通過改變?nèi)萜鞯捏w積實(shí)現(xiàn))必須改變混合氣體的濃度,導(dǎo)致速率變化時(shí),才可能使平衡移動(dòng)。對于有氣體參與或生成的反應(yīng),其它條件不變時(shí):[注意20V?。綱大平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)V大>V小平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)結(jié)論:增加壓強(qiáng)可使平衡向氣體減小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng)可使平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng).壓強(qiáng)引起平衡移動(dòng)的v-t圖分析②減小壓強(qiáng)t2壓強(qiáng)的變化對化學(xué)平衡的影響
V(逆)VV(正)tV(正)=V(逆)0t1①增大壓強(qiáng)t2V(正)V(逆)V(正)=V(逆)t3V逆V正V(正)=V(逆)t30VtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)t1N2+3H22NH3V小>V大平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)V大>21壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響[注意]例:對如下平衡A(氣)+B(氣)2C(氣)+D(固)
V正V逆0t1t2V正′=V逆′t3加壓對化學(xué)平衡的影響V正V逆0t1t2V正′=V逆′t3減壓對化學(xué)平衡的影響①平衡混合物都是固體或液體的,改變壓強(qiáng)不能使平衡移動(dòng);
②壓強(qiáng)的變化必須改變混合物濃度(即容器體積有變化)才能使平衡移動(dòng)。變化規(guī)律:大的大增、小的小增;大的大減、小的小減壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響[注意]例:對如下平衡V正V逆0t1t222·反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)中增大壓強(qiáng)現(xiàn)象:
;減小壓強(qiáng)現(xiàn)象:
.先變深后變淺,但深于原色先變淺后變深,但淺于原色·先變深后變淺,但深于原色先變淺后變深,但淺于原色23練習(xí)一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)達(dá)到平衡后,溫度不變,將氣體體積縮小到原來的1/2但達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為原來的1.8倍,則下列說法正確的是
A、m+n>pB、A的轉(zhuǎn)化率降低C、平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D、C的體積分?jǐn)?shù)增加(B)練習(xí)一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):m24例:I2+H22HI△增大體系的壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),但濃度增大,顏色加深,速率加快!對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng),壓強(qiáng)改變,平衡不移動(dòng)例:I2+H22HI△增大體25對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)壓強(qiáng)引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v-t圖分析Vt0V(正)V(逆)⑤增大壓強(qiáng)⑥減小壓強(qiáng)Vt0V(正)V(逆)V正=V逆V正=V逆V正=V逆平衡不移動(dòng)H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)壓強(qiáng)引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v26注意:充入”惰性氣體”a恒壓當(dāng)成”減壓”b恒容速率不變,平衡不移動(dòng)注意:充入”惰性氣體”27在定溫、容積可變的容器中充入1molN2和3molH2,發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施將會(huì)對化學(xué)平衡產(chǎn)生什么影響?(填正向移動(dòng)或逆向移動(dòng)或不移動(dòng))例:正向移動(dòng)逆向移動(dòng)不移動(dòng)(1)壓縮容器的容積(2)定壓向容器中充入氦氣(3)定容容器中充入氦氣增大壓強(qiáng)正向移動(dòng)減小壓強(qiáng)逆向移動(dòng)在定溫、容積可變的容器中充入28練習(xí):在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0達(dá)到平衡后,改變下列條件,則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化:(2)減小密閉容器體積,保持溫度不變,則平衡;c(CO2)。(3)通入N2,保持密閉容器體積和溫度不變,則平衡;c(CO2)。
(4)通入N2,保持密閉容器壓強(qiáng)和溫度不變,則平衡;c(CO2)。
逆向移動(dòng)增大不移動(dòng)不變正向移動(dòng)減小練習(xí):在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)29壓強(qiáng)變化對化學(xué)平衡的影響總結(jié)1、增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向著氣體分子數(shù)目減少的方向移動(dòng);2、減小壓強(qiáng),化學(xué)平衡向著氣體分子數(shù)目增多的方向移動(dòng)。3、對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng),改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)壓強(qiáng)變化對化學(xué)平衡的影響總結(jié)1、增大壓302.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析溫度改變是如何影響合成氨的平衡的?N2+3H22NH3△H<0三、溫度對化學(xué)平衡的影響2.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析溫度改變是如何影響合成氨的平衡31Co2++4Cl-CoCl42-
△H>0粉紅色
藍(lán)色Co2++4Cl-CoCl42-△32(紅棕色)(無色)[討論]A:混和氣體受熱顏色變深,說明①
;②
。B:混和氣體遇冷顏色變淺,說明①
;②
。NO2濃度增大
平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)NO2濃度減小
平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)[分析]A混和物受熱時(shí),速率均增大,但V(吸)>V(放),故平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);B:混和物遇冷,速率均減少,但V(吸)<V(放),故平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng);2NO2N2O4;△H=-56.9kJ/mol(紅棕色)(無色)[討論]A:混和氣體受熱顏色變深,說明①33[討論]對于反應(yīng)2NO2(氣)N2O4(氣)+57千焦試比較以下三種狀態(tài)下的溫度關(guān)系:改變溫度前混和氣體溫度T1;改變溫度后瞬時(shí)氣體溫度T2;改變溫度達(dá)新平衡后混和氣體溫度T3;升溫:
;降溫:
。[結(jié)論]在其它條件不變的情況下:A:溫度升高,會(huì)使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng);B:溫度降低,會(huì)使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。T2>T3>T1T1>T3>T2升溫對吸熱反應(yīng)有利、降溫對放熱反應(yīng)有利[討論]對于反應(yīng)2NO2(氣)N2O434溫度變化對化學(xué)平衡的影響V吸熱V放熱Vt0V(正)V(逆)①升高溫度V吸
>V放
平衡向吸熱方向移動(dòng)結(jié)論:其他條件不變,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)溫度引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v-t圖分析溫度變化對化學(xué)平衡的影響V吸熱V放熱Vt0V(正)V(逆)①35溫度變化對化學(xué)平衡的影響溫度引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v-t圖分析②降低溫度Vt0V(正)V(逆)V放熱V吸熱V放>V吸
平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)結(jié)論:其他條件不變,降低溫度平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)溫度變化對化學(xué)平衡的影響溫度引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v-t圖分析②36溫度變化對化學(xué)平衡的影響注意:
溫度的變化一定會(huì)影響化學(xué)平衡,使平衡發(fā)生移動(dòng)結(jié)論:在其他條件不變時(shí),溫度升高,會(huì)使化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng),溫度降低會(huì)使化學(xué)平衡向放熱的方向移動(dòng)。溫度變化對化學(xué)平衡的影響注意:溫度的變化一定會(huì)影響化學(xué)平衡37四、催化劑對化學(xué)平衡的影響催化劑降低了反應(yīng)的活化能,正反應(yīng)的活化能降低,逆反應(yīng)的活化能也降低,正反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)增加幾倍,逆反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)也增加幾倍,正逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)相等,加催化劑,不能使平衡發(fā)生移動(dòng),只影響到達(dá)平衡的時(shí)間。四、催化劑對化學(xué)平衡的影響催化劑降低了反應(yīng)的活化能,38t時(shí)間加入正催化劑V速率V正V逆0V逆=V正′′催化劑同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率(V正=V逆)使用催化劑,對化學(xué)平衡無影響。正催化劑能縮短平衡到達(dá)的時(shí)間使用催化劑對化學(xué)平衡的影響t時(shí)間加入負(fù)催化劑V速率V正V逆0V逆=V正′′t時(shí)間加入正催化劑V速率V正V逆0V逆=V正′′催化劑同39改變反應(yīng)條件平衡移動(dòng)①②③增大反應(yīng)物濃度減少生成物濃度向正方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度增加生成物濃度向逆方向移動(dòng)增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)向體積增大的方向移動(dòng)升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度[總結(jié)]改變反應(yīng)條件時(shí)平衡移動(dòng)的方向向體積縮小的方向移動(dòng)改變反應(yīng)條件平衡移動(dòng)①②③增大反應(yīng)物濃度向正方向40早在1888年,法國科學(xué)家勒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律,并總結(jié)出著名的勒夏特列原理,也叫化學(xué)平衡移動(dòng)原理:如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。早在1888年,法國科學(xué)家勒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律,并總41化學(xué)平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理
如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。注意:①是“減弱”這種改變,不是“消除”這種改變②勒夏特列原理適用于任何動(dòng)態(tài)平衡體系(如:溶解平衡、電離平衡、沉淀平衡、水解平衡等),未平衡狀態(tài)不能用此來分析③平衡移動(dòng)原理只能用來判斷平衡移動(dòng)方向,但不能用來判斷建立平衡所需時(shí)間?;瘜W(xué)平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理如果改變影響平衡的一42練習(xí)與實(shí)踐8.在硫酸工業(yè)中有如下反應(yīng):請回答以下問題:(1)為什么在生產(chǎn)上要用過量的空氣?(2)為什么要使用催化劑?(3)為什么不在高溫下進(jìn)行反應(yīng)?2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H<0練習(xí)與實(shí)踐8.在硫酸工業(yè)中有如下反應(yīng):請回答以下問題:2SO43N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
△=-92.4kJ·mol-1已知N2與H2反應(yīng)合成NH3是一個(gè)可逆反應(yīng),其熱化學(xué)方程式為:合成氨的工藝流程如圖2-24所示。在工業(yè)生產(chǎn)中,可以通過以下途徑來提高合成氨的產(chǎn)率。請利用有關(guān)知識(shí)分析采取這些措施的原因。1.向反應(yīng)器中注入過量N2。2.采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?.在高壓下進(jìn)行反應(yīng)。4.在較高溫度下進(jìn)行反應(yīng)。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△=-44信息提示!有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算規(guī)則和化學(xué)平衡移動(dòng)原理有著廣泛的適用性,可用于研究所有的化學(xué)動(dòng)態(tài)平衡,如后續(xù)即將討論的電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡等。我們要學(xué)會(huì)用平衡的觀點(diǎn)去解釋有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象,揭示化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律。信息提示!有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算規(guī)則和化學(xué)平衡移動(dòng)原理有著廣泛的45練習(xí)與實(shí)踐7.在一定條件下,反應(yīng):在一密閉體系中達(dá)到化學(xué)平衡。(1)請寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:(2)請說明改變下列條件時(shí),平衡如何移動(dòng)。a.保持壓強(qiáng)不變,升高溫度;b.保持溫度不變,縮小容器的體積;c.保持體積不變,通入氫氣。H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)△H<0練習(xí)與實(shí)踐7.在一定條件下,反應(yīng):在一密閉體系中達(dá)到化學(xué)平衡46練習(xí)與實(shí)踐1.某一化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)物和生成物都是氣體,改變下列條件一定能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是()A.增大反應(yīng)物濃度B.減小反應(yīng)容器的體積C.增大生成物濃度D.升高反應(yīng)溫度2.壓強(qiáng)變化不會(huì)使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動(dòng)的是()A.Fe2O3(g)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)B.N2+3H22NH3C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)D.C(s)+CO2(g)2CO(g)練習(xí)與實(shí)踐1.某一化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)物和生成物都是氣體,改變下47練習(xí)與實(shí)踐3.已知化學(xué)反應(yīng)2A(?)+B(g)2C(?)達(dá)到平衡,當(dāng)增大壓強(qiáng)時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則()A.A是氣體,C是固體B.A、C均為氣體C.A、C均為固體D.A是固體,C是氣體練習(xí)與實(shí)踐3.已知化學(xué)反應(yīng)2A(?)+B(g)248練習(xí)與實(shí)踐4.反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)△H<0達(dá)平衡后,將氣體混合物的溫度降低,下列敘述中正確的是()A.正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)練習(xí)與實(shí)踐4.反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)49練習(xí)與實(shí)踐5.一定條件下,二氧化氮和四氧化二氮之間存在下列平衡:2NO2(g)N2O4在測定NO2的相對分子質(zhì)量時(shí),下列條件中測定結(jié)果誤差最小的是()A.溫度130℃、壓強(qiáng)3.03×105PaB.溫度25℃、壓強(qiáng)1.01×105PaC.溫度130℃、壓強(qiáng)5.05×104PaD.溫度0℃、壓強(qiáng)5.05×104pa練習(xí)與實(shí)踐5.一定條件下,二氧化氮和四氧化二氮之間存在下列平50練習(xí)與實(shí)踐6.在一密閉容器中,反應(yīng)aA(g)bB(g)達(dá)平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí),B的濃度是原來的60%,則()A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)了B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小了C.物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了D.a(chǎn)>b練習(xí)與實(shí)踐6.在一密閉容器中,反應(yīng)aA(g)bB(g51化學(xué)平衡狀態(tài)只有在一定的條件下才能保持。當(dāng)外界條件改變時(shí),原有平衡狀態(tài)被破壞,一段時(shí)間后會(huì)達(dá)到新的平衡狀態(tài)。化學(xué)平衡的移動(dòng),就是改變外界條件,破壞原有的平衡狀態(tài),建立起新的平衡狀態(tài)的過程?;瘜W(xué)平衡狀態(tài)只有在一定的條件下才能保持。當(dāng)外界條件改52第三單元化學(xué)平衡的移動(dòng)蘇教版選修4專題2
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第三單元蘇教版選修4專題2
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平53一、化學(xué)平衡的移動(dòng)1、概念:改變外界條件,破壞原有的平衡狀態(tài),建立起新的平衡狀態(tài)的過程。舊平衡V正=V逆條件改變v正≠v逆新平衡V'正=V'逆2、移動(dòng)的原因:外界條件發(fā)生變化。一、化學(xué)平衡的移動(dòng)1、概念:改變外界條件,破壞原有的平衡狀態(tài)54①若V正>V逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。平衡不移動(dòng)。②若V正=V逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。③若V正<V逆,二、化學(xué)平衡移動(dòng)的方向當(dāng)外界條件改變后:注意:移動(dòng)的方向:由v正和v逆的相對大小決定。①若V正>V逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。平衡不移動(dòng)。②若V正55
濃度
壓強(qiáng)
溫度
催化劑
其他因素影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素氣體濃度壓強(qiáng)溫度催化劑其他因素56一、濃度對化學(xué)平衡的影響已知鉻酸根和重鉻酸根離子間存在如下平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O黃色
橙色實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2加HNO3加NaOH溶液從黃色向橙色轉(zhuǎn)變?nèi)芤簭某壬螯S色轉(zhuǎn)變增大反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)移動(dòng)減小反應(yīng)物的濃度,平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)一、濃度對化學(xué)平衡的影響已知鉻酸根和重鉻酸根離子間存在如下平57濃度對平衡影響的v-t圖分析1V正V逆′′V速率V正V逆0t時(shí)間平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)增大反應(yīng)物濃度濃度對平衡影響的v-t圖分析1V正V逆′′VV正V逆0t時(shí)間58濃度對平衡影響的v-t圖分析2V逆V正′′V速率V正V逆0t時(shí)間平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)增大生成物濃度濃度對平衡影響的v-t圖分析2V逆V正′′V速率V正V逆0t59濃度對平衡影響的v-t圖分析3V正V逆′′V正V逆t時(shí)間V速率0平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度濃度對平衡影響的v-t圖分析3V正V逆′′V正V逆t時(shí)間V速60濃度對平衡影響的v-t圖分析4V逆V正′′V正V逆t時(shí)間V速率0平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)減小生成物濃度濃度對平衡影響的v-t圖分析4V逆V正′′V正V逆t時(shí)間V速61(一)濃度條件改變原因移動(dòng)方向①增大反應(yīng)物濃度②增大生成物濃度③減小反應(yīng)物濃度④減小生成物濃度V正>V逆V正<V逆V正>V逆V正<V逆正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向(一)濃度條件改變原因移動(dòng)方向①增大反應(yīng)物濃度②增大生成物濃621、工業(yè)上制取硫酸的過程中,有一重要的反應(yīng):
在實(shí)際生產(chǎn)過程中,常用過量的空氣與成本較高的SO2作用,為什么?練習(xí)工業(yè)上用適當(dāng)增加相對廉價(jià)的反應(yīng)物或及時(shí)分離出生成物的方法提高產(chǎn)量。練習(xí)工業(yè)上用適當(dāng)增加相對廉價(jià)的反應(yīng)物或632、已知FeCl3(棕黃)+3KSCN(無色)Fe(SCN)3(血紅色)+3KCl,充分反應(yīng)后,采取下列
措施將會(huì)導(dǎo)致混合體系的顏色加深。(1)向混合體系中加入氯化鐵固體(2)向混合體系中加入硫酸鐵固體(3)向混合體系中加入氯化鈉固體(4)向混合體系中加入氯化鉀固體(5)向混合體系中加入NH4SCN固體練習(xí)√√√Fe3++3SCN-Fe(SCN)32、已知FeCl3(棕黃)+3KSCN(無色)64在定溫定容的容器中發(fā)生N2+3H22NH3,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施將會(huì)對化學(xué)平衡產(chǎn)生什么影響?(填正向移動(dòng)或逆向移動(dòng)或不移動(dòng))(1)向容器中充氮?dú)猓?)向容器中充氫氣(3)向容器中充氨氣(4)向容器中充氦氣(5)向容器中充入氯化氫氣體練習(xí)正向移動(dòng)正向移動(dòng)逆向移動(dòng)不移動(dòng)正向移動(dòng)在定溫定容的容器中發(fā)生N2+3H265練習(xí)2、在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0達(dá)到平衡后,改變下列條件,則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化:(1)增加C,平衡
c(CO).
不移動(dòng)不變練習(xí)2、在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)66注意(1)增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以化學(xué)平衡不移動(dòng)。(2)在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如果是稀釋溶液,反應(yīng)物濃度減小,生成物濃度減小,V(正)、V(逆)都減小,但減小的程度不同,總的結(jié)果是化學(xué)平衡向反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大的方向移動(dòng)。注意67練習(xí):在0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+對于該平衡,下列敘述正確的是()A、加入水時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。B、加入少量氫氧化鈉固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。C、加入少量0.1mol/LHCl溶液,溶液中c(H+)減小D、加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B練習(xí):在0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下電離68增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向
移動(dòng)增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度,平衡向
移動(dòng)小結(jié):濃度變化對化學(xué)平衡的影響正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向69二、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響1.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析壓強(qiáng)改變是如何影響合成氨的平衡的?N2(g)+3H2(g)2NH3(g)二、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響1.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析壓強(qiáng)改702.對于某些有氣體參與的可逆反應(yīng),通過改變反應(yīng)容器的體積來改變體系的壓強(qiáng),有可能使平衡發(fā)生移動(dòng)。請寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式,利用反應(yīng)物與生成物濃度的變化來解釋增大或減小體系的壓強(qiáng)對平衡的影響。2.對于某些有氣體參與的可逆反應(yīng),通過改變反應(yīng)容器的體積來改71對于有氣體參與或生成的反應(yīng),其它條件不變時(shí):
增大壓強(qiáng),向氣體體積縮小的方向移動(dòng);
減小壓強(qiáng),向氣體體積增大的方向移動(dòng)[注意]壓強(qiáng)的變化(是通過改變?nèi)萜鞯捏w積實(shí)現(xiàn))必須改變混合氣體的濃度,導(dǎo)致速率變化時(shí),才可能使平衡移動(dòng)。對于有氣體參與或生成的反應(yīng),其它條件不變時(shí):[注意72V小>V大平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)V大>V小平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)結(jié)論:增加壓強(qiáng)可使平衡向氣體減小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng)可使平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng).壓強(qiáng)引起平衡移動(dòng)的v-t圖分析②減小壓強(qiáng)t2壓強(qiáng)的變化對化學(xué)平衡的影響
V(逆)VV(正)tV(正)=V(逆)0t1①增大壓強(qiáng)t2V(正)V(逆)V(正)=V(逆)t3V逆V正V(正)=V(逆)t30VtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)t1N2+3H22NH3V?。綱大平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)V大>73壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響[注意]例:對如下平衡A(氣)+B(氣)2C(氣)+D(固)
V正V逆0t1t2V正′=V逆′t3加壓對化學(xué)平衡的影響V正V逆0t1t2V正′=V逆′t3減壓對化學(xué)平衡的影響①平衡混合物都是固體或液體的,改變壓強(qiáng)不能使平衡移動(dòng);
②壓強(qiáng)的變化必須改變混合物濃度(即容器體積有變化)才能使平衡移動(dòng)。變化規(guī)律:大的大增、小的小增;大的大減、小的小減壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響[注意]例:對如下平衡V正V逆0t1t274·反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)中增大壓強(qiáng)現(xiàn)象:
;減小壓強(qiáng)現(xiàn)象:
.先變深后變淺,但深于原色先變淺后變深,但淺于原色·先變深后變淺,但深于原色先變淺后變深,但淺于原色75練習(xí)一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)達(dá)到平衡后,溫度不變,將氣體體積縮小到原來的1/2但達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為原來的1.8倍,則下列說法正確的是
A、m+n>pB、A的轉(zhuǎn)化率降低C、平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D、C的體積分?jǐn)?shù)增加(B)練習(xí)一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):m76例:I2+H22HI△增大體系的壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),但濃度增大,顏色加深,速率加快!對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng),壓強(qiáng)改變,平衡不移動(dòng)例:I2+H22HI△增大體77對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)壓強(qiáng)引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v-t圖分析Vt0V(正)V(逆)⑤增大壓強(qiáng)⑥減小壓強(qiáng)Vt0V(正)V(逆)V正=V逆V正=V逆V正=V逆平衡不移動(dòng)H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)壓強(qiáng)引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v78注意:充入”惰性氣體”a恒壓當(dāng)成”減壓”b恒容速率不變,平衡不移動(dòng)注意:充入”惰性氣體”79在定溫、容積可變的容器中充入1molN2和3molH2,發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施將會(huì)對化學(xué)平衡產(chǎn)生什么影響?(填正向移動(dòng)或逆向移動(dòng)或不移動(dòng))例:正向移動(dòng)逆向移動(dòng)不移動(dòng)(1)壓縮容器的容積(2)定壓向容器中充入氦氣(3)定容容器中充入氦氣增大壓強(qiáng)正向移動(dòng)減小壓強(qiáng)逆向移動(dòng)在定溫、容積可變的容器中充入80練習(xí):在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0達(dá)到平衡后,改變下列條件,則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化:(2)減小密閉容器體積,保持溫度不變,則平衡;c(CO2)。(3)通入N2,保持密閉容器體積和溫度不變,則平衡;c(CO2)。
(4)通入N2,保持密閉容器壓強(qiáng)和溫度不變,則平衡;c(CO2)。
逆向移動(dòng)增大不移動(dòng)不變正向移動(dòng)減小練習(xí):在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)81壓強(qiáng)變化對化學(xué)平衡的影響總結(jié)1、增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向著氣體分子數(shù)目減少的方向移動(dòng);2、減小壓強(qiáng),化學(xué)平衡向著氣體分子數(shù)目增多的方向移動(dòng)。3、對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng),改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)壓強(qiáng)變化對化學(xué)平衡的影響總結(jié)1、增大壓822.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析溫度改變是如何影響合成氨的平衡的?N2+3H22NH3△H<0三、溫度對化學(xué)平衡的影響2.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析溫度改變是如何影響合成氨的平衡83Co2++4Cl-CoCl42-
△H>0粉紅色
藍(lán)色Co2++4Cl-CoCl42-△84(紅棕色)(無色)[討論]A:混和氣體受熱顏色變深,說明①
;②
。B:混和氣體遇冷顏色變淺,說明①
;②
。NO2濃度增大
平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)NO2濃度減小
平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)[分析]A混和物受熱時(shí),速率均增大,但V(吸)>V(放),故平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);B:混和物遇冷,速率均減少,但V(吸)<V(放),故平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng);2NO2N2O4;△H=-56.9kJ/mol(紅棕色)(無色)[討論]A:混和氣體受熱顏色變深,說明①85[討論]對于反應(yīng)2NO2(氣)N2O4(氣)+57千焦試比較以下三種狀態(tài)下的溫度關(guān)系:改變溫度前混和氣體溫度T1;改變溫度后瞬時(shí)氣體溫度T2;改變溫度達(dá)新平衡后混和氣體溫度T3;升溫:
;降溫:
。[結(jié)論]在其它條件不變的情況下:A:溫度升高,會(huì)使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng);B:溫度降低,會(huì)使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。T2>T3>T1T1>T3>T2升溫對吸熱反應(yīng)有利、降溫對放熱反應(yīng)有利[討論]對于反應(yīng)2NO2(氣)N2O486溫度變化對化學(xué)平衡的影響V吸熱V放熱Vt0V(正)V(逆)①升高溫度V吸
>V放
平衡向吸熱方向移動(dòng)結(jié)論:其他條件不變,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)溫度引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v-t圖分析溫度變化對化學(xué)平衡的影響V吸熱V放熱Vt0V(正)V(逆)①87溫度變化對化學(xué)平衡的影響溫度引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v-t圖分析②降低溫度Vt0V(正)V(逆)V放熱V吸熱V放>V吸
平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)結(jié)論:其他條件不變,降低溫度平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)溫度變化對化學(xué)平衡的影響溫度引起平衡移動(dòng)的相關(guān)v-t圖分析②88溫度變化對化學(xué)平衡的影響注意:
溫度的變化一定會(huì)影響化學(xué)平衡,使平衡發(fā)生移動(dòng)結(jié)論:在其他條件不變時(shí),溫度升高,會(huì)使化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng),溫度降低會(huì)使化學(xué)平衡向放熱的方向移動(dòng)。溫度變化對化學(xué)平衡的影響注意:溫度的變化一定會(huì)影響化學(xué)平衡89四、催化劑對化學(xué)平衡的影響催化劑降低了反應(yīng)的活化能,正反應(yīng)的活化能降低,逆反應(yīng)的活化能也降低,正反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)增加幾倍,逆反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)也增加幾倍,正逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)相等,加催化劑,不能使平衡發(fā)生移動(dòng),只影響到達(dá)平衡的時(shí)間。四、催化劑對化學(xué)平衡的影響催化劑降低了反應(yīng)的活化能,90t時(shí)間加入正催化劑V速率V正V逆0V逆=V正′′催化劑同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率(V正=V逆)使用催化劑,對化學(xué)平衡無影響。正催化劑能縮短平衡到達(dá)的時(shí)間使用催化劑對化學(xué)平衡的影響t時(shí)間加入負(fù)催化劑V速率V正V逆0V逆=V正′′t時(shí)間加入正催化劑V速率V正V逆0V逆=V正′′催化劑同91改變反應(yīng)條件平衡移動(dòng)①②③增大反應(yīng)物濃度減少生成物濃度向正方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度增加生成物濃度向逆方向移動(dòng)增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)向體積增大的方向移動(dòng)升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度[總結(jié)]改變反應(yīng)條件時(shí)平衡移動(dòng)的方向向體積縮小的方向移動(dòng)改變反應(yīng)條件平衡移動(dòng)①②③增大反應(yīng)物濃度向正方向92早在1888年,法國科學(xué)家勒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律,并總結(jié)出著名的勒夏特列原理,也叫化學(xué)平衡移動(dòng)原理:如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。早在1888年,法國科學(xué)家勒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律,并總93化學(xué)平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理
如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。注意:①是“減弱”這種改變,不是“消除”這種改變②勒夏特列原理適用于任何動(dòng)態(tài)平衡體系(如:溶解平衡、電離平衡、沉淀平衡、水解平衡等),未平衡狀態(tài)不能用此來分析③平衡移動(dòng)原理只能用來判斷平衡移動(dòng)方向,但不能用來判斷建立平衡所需時(shí)間?;瘜W(xué)平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理如果改變影響平衡的一94練習(xí)與實(shí)踐8.在硫酸工業(yè)中有如下反應(yīng)
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