四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院

第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第四節(jié)化學(xué)平衡的移動本節(jié)基本要求1、理解化學(xué)平衡移動的含義。2、掌握濃度、壓力對化學(xué)平衡的影響：定性、定量。3、理解溫度對化學(xué)平衡的影響。4、掌握平衡移動原理的含義。重點：定量計算濃度、壓力對平衡的影響難點：關(guān)于化學(xué)平衡移動的計算在化學(xué)平衡理論中，因外界條件改變，舊的平衡被破壞，引起混合物中各物質(zhì)含量隨之改變，而達(dá)到新平衡狀態(tài)的過程叫做化學(xué)平衡的移動。簡言之：化學(xué)平衡的移動即“因外界條件的改變，使可逆反應(yīng)從一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種平衡狀態(tài)的過過?！?/p>

注：平衡理論中，將舊平衡與新平衡時體系中各組份濃度改變的情況稱平衡點改變。引言1.定性判斷比較反應(yīng)商Q與平衡常數(shù)的大小，來判斷平衡移動的方向。

Q<KΘ

平衡向右移動；

Q=KΘ,平衡不移動；

Q>KΘ,平衡向左移動。

一、濃度對化學(xué)平衡的影響aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+hH(aq)

＝Q

≠K?

2.分析將任意狀態(tài)下的各物質(zhì)濃度，帶入平衡關(guān)系式，其值為反應(yīng)商Q。3.結(jié)論增加反應(yīng)物的濃度或減少產(chǎn)物的濃度，使平衡向產(chǎn)物方向移動，即平衡向右移動。減少反應(yīng)物的濃度或增加產(chǎn)物的濃度，使平衡向反應(yīng)物方向移動，即平衡向左移動。

Fe2++Ag+Fe3++Ag起始濃度c0/mol·L-10.1810.08060.0194平衡濃度c0/mol·L-10.181-x0.0806-x0.0194+x解:1).因為在原有的平衡體系中僅增加了反應(yīng)物濃度,所以平衡向正向移動;2).設(shè)達(dá)到新平衡時將有xmol·L-1的Fe2+被Ag+氧化,則

KΘ

===2.99c(Fe3+)/cΘ{c(Fe2+)/

cΘ}·{c(Ag+)/

cΘ}0.0194+x(0.181-x)(0.0806-x)4.定量計算例1

：見教材P32

x=0.0139c(Fe2+)=(0.181–0.0139)mol·L-1=0.167mol·L-1;c(Ag+)=(0.0806–0.0139)mol·L-1=0.0667mol·L-1;c(Fe3+)=(0.0194+0.0139)mol·L-1=0.0333mol·L-1;3).α(Ag+)=×100%=33.3%(0.100-0.0667)mol·L-10.100mol·L-15.應(yīng)用

在生產(chǎn)中，常采?。海?）為了充分利用某一原料，常常加大另一反應(yīng)物的量，以提高其轉(zhuǎn)化率；（2）不斷分離出生成物，使平衡持續(xù)向右移動，使反應(yīng)進(jìn)行得較徹底。1.分析壓力對化學(xué)平衡的影響

aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)（1）將總壓力增加至原來的x倍，組份的分壓增大至原來的x倍，反應(yīng)商Q為：

Δn

＝（c+d）－（a+b）二、壓力對化學(xué)平衡的影響結(jié)論：增大反應(yīng)體系的壓力，平衡向氣體分子總數(shù)減小的方向移動。若Δn>0,即產(chǎn)物氣體分子總數(shù)大于反應(yīng)物氣體分子總數(shù)，則Q>K?，表明平衡向左移動，即向氣體分子總數(shù)減小的方向移動；若Δn<0,即產(chǎn)物氣體分子總數(shù)小于反應(yīng)物氣體分子總數(shù)，則Q<K?，表明平衡向右移動，即向氣體分子總數(shù)減小的方向移動。（2）同理可分析，減小壓力，平衡向氣體分子總數(shù)增大的方向移動。（3）若反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)相等，壓力改變對平衡無影響，因為會同等程度改變正、逆反應(yīng)的速率。（4）當(dāng)體系中加入惰性氣體，若體積不變，總壓增加，則對平衡無影響；若總壓不變，體積增加，則平衡會發(fā)生移動。（5）對固體、液體物質(zhì)參與的反應(yīng)，壓力對化學(xué)平衡的影響較小，可不考慮。組分氣體的分壓是否有改變1.當(dāng)△n>0,增大壓力,平衡向左移動,

如:N2O4(g)

(無色)2NO2(g)(紅棕)2.當(dāng)△n<0,增大壓力,平衡向右移動,如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)3.當(dāng)△n=0,改變壓力平衡不移動,

如:H2(g)+I2(g)2HI(g)舉例說明：例2：見教材P333.計算解：1）先求平衡常數(shù)，在原有的平衡時：p（CO2）=3000kPa×0.17=510kPa;p（CO）=3000kPa×(1-0.17)=2490kPa;KΘ

===122(2490/100)2510/100{p(CO)/pΘ2}p(CO2)/pΘ2)在2000kPa總壓下的新平衡中,設(shè)CO2的摩爾分?jǐn)?shù)為x,則CO的摩爾分?jǐn)?shù)為(1-x):KΘ

===122{2000(1-x)/100}22000·x/100{p(CO)/pΘ}2p(CO2)/pΘp（CO2）=2000kPa·x;p（CO）=2000kPa×(1-x);20(1-x)2=122x,10x2–20x+10–61x=0,10x2–81x+10=0,x2–8.1x+1=0,x=(8.1–7.85)/2=0.13.3)當(dāng)總壓減小時,平衡向著CO2減少的方向(向右)移動,或者說向著體積增大的方向移動.平衡物質(zhì)的量/mol1.0-1.0α2.0αp(NO2)=

p總

2.0α1.0(1+α)p(N2O4)=

p總=p總

1.0(1-α)1.0(1-α)1.0-1.0α+2.0α1.0(1+α)

始態(tài)物質(zhì)的量/mol1.00解：N2O4(g)2NO2(g)

一密閉容器中含1.0molN2O4，在25℃、100kPa下反應(yīng)：N2O4(g)

2NO2(g)達(dá)到平衡時N2O4的α=50%,計算:(1)反應(yīng)的K?

；例3K?==[p(NO2)/p?

]2[p(N2O4)/p?

]p總p?1.0(1-α)1.0(1+α)[

·

]p總p?

2.0α1.0(1+α)

[·

]2

4.0α21.0(1-α2)=[

][

]p總p?

4(0.50)21.0(1-0.52)=()×1.0=1.3平衡分壓

1.0(1-α)1.0(1+α)

p總

2.0α1.0(1+α)p總解：N2O4(g)2NO2(g)（2）25℃、1000kPa下達(dá)到平衡時N2O4的α,N2O4和

NO2的分壓。α=0.18=18%′1.3=[][]

4.0α210001.0(1-α2)100′′解：T不變，K?

不變K?=[][]p總p?

4.0α21.0(1-α2)′′平衡分壓p(NO2)=p總

2.0α1.0(1+α)′′p(N2O4)=p總

1.0(1-α)1.0(1+α)′′

2.0×0.181.0(1+0.18)=×1000=305.1kPa

=694.9kPa1.0(1-0.18)1.0(1+0.18)=

×1000

N2O4

的α由50%→18%，即平衡逆向移動降低溫度K2

?

＜K1

?平衡

←K2

?

＞

K1

?平衡→K2

?

＞

K1

?平衡

→rHm

?

>0

吸熱反應(yīng)K2

?

＜K1

?

平衡

←rHm

?

<0放熱反應(yīng)升高溫度溫度變化K2?

rHm

?

(298K）T2-T1

K1?

RT1T2

ln=()升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動三、溫度對化學(xué)平衡的影響注意：溫度對化學(xué)平衡的影響與濃度、壓力

的影響有本質(zhì)的不同，改變濃度、壓力只能改變平衡點不改變K?；而改變溫度會改變K?的數(shù)值。四、催化劑對化學(xué)平衡的影響催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)對可逆反應(yīng)來說，由于反應(yīng)