資源簡介

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第三節 化學平衡的移動
課時1 影響化學平衡移動的因素
第二章 化學反應速率與化學平衡
授課人：
學習目標
1.從變化角度認識化學平衡的移動，即濃度、壓強、溫度對化學平衡的影響。
2.從Qc與K關系及濃度、溫度、壓強對反應速率、平衡的影響，推斷平衡移動的方向。
3.通過實驗論證濃度、壓強、溫度對化學平衡的影響。
如何改變化學平衡狀態呢？
舊平衡v正＝v逆
條件改變
v正 v逆
一段時間后
新平衡
v‘正＝v’逆
課程導入
一、化學平衡狀態的移動
當一個可逆反應達到平衡后，如果濃度、壓強、溫度等反應條件改變，原來的平衡狀態被破壞，化學平衡會移動，在一段時間后會達到新的化學平衡狀態。
概念：
新平衡與原平衡相比，平衡混合物中各組分的濃度(或質量)發生相應的變化。
一、化學平衡狀態的移動
v正＜v逆
v正=v逆
反應處于平衡狀態
v正＞v逆
平衡向正反應方向移動
平衡向逆反應方向移動
改變條件后，
①v正≠v逆，
②各組分的百分含量發生改變。
實質：
化學平衡移動方向的判斷：
2CrO42－+ 2H+ Cr2O72－+ H2O
黃色
橙色
在溶液中存在如下平衡：
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
二、影響化學平衡移動的因素
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
平衡向逆反應方向移動
平衡向正反應方向移動
c(H＋)增大
NaOH溶液使c(H＋)變小
平衡向生成Cr2O72－或CrO42－減小方向移動
平衡向生成CrO42－或Cr2O72－減小方向移動
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
②c(反應物)減小或c(生成物)增大，平衡向逆反應方向移動。
濃度對化學平衡移動的影響規律
當其他條件不變時：
①c(反應物)增大或c(生成物)減小，平衡向正反應方向移動。
反應物 生成物
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
向正反應方向移動
向逆反應方向移動
Q ＝ K
Q ＜ K
Q ＞ K
平衡狀態
濃度對化學平衡的影響規律的解釋
Q ＝
cp(C) cq(D)
cm(A) cn(B)
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
化學平衡1
Q ＝ K
改變反
應條件
不平衡
Q ≠ K
一段時間
化學平衡2
平衡向正反應方向移動
增大c(反應物)
減小c(生成物)
Q減小
Q＜K
減小c(反應物)
增大c(生成物)
平衡向逆反應方向移動
Q增大
Q＞K
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
用v－t圖像分析濃度變化對化學平衡移動的影響
平衡向正反應方向移動
t1時刻，增大反應物濃度
v′正增大，而v′逆不變
v′正＞v′逆
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
用v－t圖像分析濃度變化對化學平衡移動的影響
平衡向正反應方向移動
t1時刻，減小生成物濃度
v′逆減小，而v′正不變
v′正＞v′逆
總結：在其他條件不變的情況下，增大反應物的濃度或減小生成物的濃度，都可以使化學平衡向正反應方向移動；
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
用v－t圖像分析濃度變化對化學平衡移動的影響
平衡向逆反應方向移動
t1時刻，增大生成物濃度
v′逆增大，而v′正不變
v′逆＞v′正
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
用v－t圖像分析濃度變化對化學平衡移動的影響
平衡向逆反應方向移動
t1時刻，減小反應物濃度
v′正減小，而v′逆不變
v′逆＞v′正
總結：在其他條件不變的情況下，增大生成物的濃度或減小反應物的濃度，都可以使化學平衡向逆反應方向移動
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
固體或純液體的濃度是常數，改變固體或純液體的量并不影響v正、v逆的大小，平衡不移動。
“濃度對化學平衡移動的影響”中的“濃度”是指與反應有關的氣體或溶液中參加反應的離子的濃度。
對于離子平衡體系，注意離子濃度的改變方式，排除不參與反應的離子的干擾。
1
2
3
注意
二、影響化學平衡移動的因素
濃度
在工業生產中，常通過適當增大廉價的反應物的濃度，使化學平衡向正反應方向移動，可提高價格較高原料的轉化率，從而降低生產成本。
實際生產中的應用
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
2NO2(g) N2O4(g)
紅棕色
無色
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
向正反應方向移動
容積減小
原平衡氣①
顏色變深②
顏色又變淺③
物質濃度瞬間增大
加壓前
實驗現象與分析
2NO2(g) N2O4(g)
紅棕色
無色
加壓
NO2濃度比②中的減小
向氣體分子數減小方向移動
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
實驗 （同溫度下） 壓強 各物質濃度 （mol·L-1） 濃度商
(Q )
NO2 N2O4 原化學平衡容器容積為V p1 a b
壓縮容積至V/2 時
b
a2
＝ K
Q1＝
2b
(2a)2
b
2a2
Q2＝
2p1
2a
2b
＝
通過計算Q2 ＝K/2 ，
即Q2 ＜ K 向正反應方移動
2NO2(g) N2O4(g)
同溫度：
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
容積增大
原平衡氣①
顏色變淺②
顏色又變深③
實驗現象與分析
減壓
向逆反應方向移動
物質濃度瞬間減小
減壓前
NO2濃度比②中的增大
2NO2(g) N2O4(g)
紅棕色
無色
向氣體分子數增大方向移動
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
實驗 （同溫度下） 壓強 各物質濃度 （mol·L-1） 濃度商
(Q )
NO2 N2O4 原化學平衡容器容積為V p1 a b
擴大容積至2V 時
b
( a)2
＝
2b
a2
Q2＝
b
a2
＝ K
P1
a
b
通過計算Q2 ＝2 K， 即Q2 ＞ K 向逆反應方向移動
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2NO2(g) N2O4(g)
Q1＝
同溫度：
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
②減小壓強，化學平衡向氣體體積增大的方向移動。
壓強對化學平衡移動的影響規律
當其他條件不變時：
①增大壓強，化學平衡向氣體體積減小的方向移動。
③對于反應前后氣體分子數目不變的反應，改變壓強平衡不移動。
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
用v－t圖像分析壓強變化對化學平衡移動的影響
平衡向正反應（氣體體積減小）方向移動
t1時刻，增大壓強
v′正、v′逆均增大
v′正＞v′逆
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)為例
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
用v－t圖像分析壓強變化對化學平衡移動的影響
平衡向逆反應（氣體體積增大）方向移動
t1時刻，減小壓強
v′正、v′逆均減小
v′逆＞v′正
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)為例
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
aA(g)＋bB(g)
cC(g)＋dD(g)
若：a＋b＜c＋d
t0時刻，增大壓強
t0時刻，減小壓強
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
aA(g)＋bB(g)
cC(g)＋dD(g)
若：a＋b = c＋d
t0時刻，增大壓強
t0時刻，減小壓強
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
充入“惰性”氣體對化學平衡的影響
恒容時，通入“惰性”氣體
恒容
壓強增大
平衡不移動
反應物生成物濃度不變
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
充入“惰性”氣體對化學平衡的影響
恒壓時，通入“惰性”氣體
恒壓
體積增大
平衡向氣體體積增大的方向移動
二、影響化學平衡移動的因素
壓強
對于反應前后氣體體積相等的反應[如H2(g)＋I2(g) 2HI(g)]，當向平衡體系中充入“惰性”氣體時，則無論任何情況下平衡都不發生移動。
充入“惰性”氣體對化學平衡的影響
在恒容容器中，改變其中一種物質的濃度時，必然同時引起壓強的改變，但判斷平衡移動的方向時，應以濃度的影響進行分析，得出Qc與K的關系。
二、影響化學平衡移動的因素
溫度
[Co(H2O)6]2＋＋4Cl－ ? [CoCl4]2－＋6H2O
(粉紅色)
(藍色)
ΔH＞0
升高溫度，平衡向正反應方向移動(即吸熱方向)
降低溫度，平衡向逆反應方向移動(即放熱方向)
二、影響化學平衡移動的因素
溫度
②降低溫度，平衡向放熱反應方向移動。
溫度對化學平衡移動的影響規律
當其他條件不變時：
①升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動。
任何化學反應都伴隨著能量的變化(放熱或吸熱)，所以任意可逆反應的化學平衡狀態都受溫度的影響。
二、影響化學平衡移動的因素
溫度
用v－t圖像分析溫度變化對化學平衡移動的影響
平衡向逆反應方向移動
t1時刻，升高溫度
v′正、v′逆均增大
吸熱反應方向的v′逆增大幅度大
v′逆＞v′正
已知反應：mA(g)＋nB(g) ??pC(g)　ΔH＜0，
當反應達平衡后，若溫度改變：
二、影響化學平衡移動的因素
溫度
平衡向正反應方向移動
t1時刻，降低溫度
v′正、v′逆均減小
吸熱反應方向的v′逆減小幅度大
v′正＞v′逆
用v－t圖像分析溫度變化對化學平衡移動的影響
已知反應：mA(g)＋nB(g) ??pC(g)　ΔH＜0，
當反應達平衡后，若溫度改變：
二、影響化學平衡移動的因素
催化劑
當其他條件不變時，催化劑能夠同等程度地改變正逆反應速率，因此它對化學平衡移動無影響，即不能改變平衡混合物的組成，但可縮短達到化學平衡所需的時間。
催化劑能影響化學平衡的移動嗎？
改變反應條件 化學平衡移動方向 移動規律
增大反應物濃度 向正反應方向
減小反應物濃度 向逆反應方向
增大壓強 向氣體體積縮小方向
減小壓強 向氣體體積增大方向
升高溫度
降低溫度
向降低溫度的方向
向升高溫度的方向
向吸熱反應方向
向放熱反應方向
向減少反應物濃度的方向
向增大反應物濃度的方向
向減小壓強的方向
向增大壓強的方向
如果改變影響平衡的一個因素（如溫度、壓強及參加反應的物質的濃度），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。
勒夏特列
（1850—1936）
勒夏特列原理：
也稱化學平衡移動原理
三、勒夏特列原理
平衡移動的結果只能是“減弱”外界條件的改變，但不能完全“消除”這種改變。可概括為“外變大于內變”。
所有的動態平衡，用于定性判斷平衡移動的方向，解釋平衡移動造成的結果或現象等。
適用范圍：
注意
如：原平衡（100℃）→升溫到200℃→減弱（降溫）→向吸熱方向移動→新平衡（溫度介于100-200℃之間）
三、勒夏特列原理
三、勒夏特列原理
思考
如圖為合成氨反應在不同溫度、壓強下平衡時氨的物質的量分數。應用勒夏特列原理解釋對于工業合成氨采用相關措施及原因。
措施 原因
加入過量的N2
采用適當的催化劑
采用高壓
采用較高溫度
將氨液化并及時分離
促進平衡正向移向，提高H2的轉化率
加快反應速率
有利于平衡向正反應方向移動
加快反應速率，同時提高催化劑的活性
有利于平衡向正反應方向移動
課堂小結
化學平衡狀態的移動
勒夏特列原理
不良反應
移動原理
移動方向判斷
原理
適用范圍
影響化學平衡移動的因素
濃度
壓強
溫度
催化劑
隨堂練習
1、利用反應：2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.8 kJ·mol－1，可凈化汽車尾氣，如果要同時提高該反應的速率和NO的轉化率，采取的措施是(　　)A．降低溫度B．增大壓強同時加催化劑C．升高溫度同時充入N2D．及時將CO2和N2從反應體系中移走
B
隨堂練習
2、如圖是可逆反應A＋2B 2C＋3D的化學反應速率與化學平衡隨外界條件改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷下列說法正確的是(　　)
A．正反應是放熱反應
B．D可能是氣體C．逆反應是放熱反應
D．A、B、C、D均為氣體
A
謝謝觀看
THANKS

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