平衡移动原理和应用.pptVIP

三 化学平衡移动 当改变已经达到化学平衡的可逆反应的条件时 平衡状态被破坏 随反应的进行重新达到新平衡的过程 1 化学平衡移动的概念 勒夏持列原理 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 压强和温度等 平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动 2 移动原理 注意 影响平衡的因素 浓度 压强 温度三种 原理适用范围 只适用于一项条件发生变化的情况 即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 平衡移动的结果 只能减弱 不可能抵消 外界条件的变化 平衡移动 是一个 平衡状态 不平衡状态 新的平衡状态 的过程 一定条件下的平衡体系 条件改变后 可能发生平衡移动 化学平衡状态 正 逆 正 逆 向右移动 不移动 向左移动 1 从正 逆反应速度是否相等判断 3 平衡移动方向的判断 对于一个可逆反应 mA nBpC qD 在平衡状态时 平衡常数非平衡状态时有浓度商当Q K时 当QK时 欲破坏化学平衡状态 必须使Q K 2 从浓度商和平衡常数分析 达平衡 正向移动 逆向移动 例 现有反应 CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 在850 时 K 1 1 若升高温度到950 时 达到平衡时K1 填 大于 小于 或 等于 2 850 时 若向一容积不变的密闭容器中同时充入1 0molCO 3 0molH2O 1 0molCO2和xmolH2 则 当x 5 0时 上述平衡向方向移动 若要使上述反应开始时向正反应方向进行 则x应满足的条件是 3 在850 时 若设x 5 0和x 6 0 其他物质的投料不变 当上述反应达到平衡后 测得H2的体积分数分别为a b 则ab 填 大于 小于 或 等于 小于 逆反应 0 x 3 0 小于 4 影响化学平衡的条件 浓度 压强 温度 催化剂等 1 浓度的影响 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 t3 V正 V逆 V正 V逆 t1 V molL 1S 1 0 平衡状态 平衡状态 增大反应物浓度 速率 时间关系图 原因分析 增加反应物的浓度 V正 V逆平衡向正反应方向移动 1 浓度 增大A的浓度 消耗A 平衡向右移动 原平衡 C A C1 原平衡被破坏 新平衡 C A C2 C A C3 减弱 消除 C1 C3 C2 当减小C的浓度时 平衡将怎样移动 讨论 当增加D的量时 平衡将会如何 平衡不发生移动 下列4个图分别是描述浓度对化学平衡移动影响的图像 请大家分析t时刻时浓度的变化及平衡如何移动 图1 图2 阅图训练 图3 图4 三步分析法 一看反应速率是增大还是减小 二看 V正 V逆的相对大小 三看化学平衡移动的方向 对于时间 速度图像看清曲线是连续的 还是跳跃的 分清 渐变 和 突变 大变 和 小变 增大反应物浓度V正突变 V逆渐变 升高温度 V吸热大增 V放热小增 压强的改变 V缩小大变 V增大小变 体积不变的反应 速率等变 分析反应速度图像须知 结论 在其他条件不变 增大反应物浓度 平衡朝正反应方向移动 减小反应物浓度 平衡朝逆反应方向移动 减小生成物浓度 平衡朝正反应方向移动 增大生成物浓度 平衡朝逆反应方向移动 实际生产 增大廉价物质的浓度 及时将生成物从混合物中分离出去 注意 增加固体或纯液体的量不能改变其浓度 也不能改变速率 所以V 正 仍等于V 逆 平衡不移动 影响化学平衡移动的是浓度 而不是质量 物质的量或体积 对于溶液中进行的离子反应 改变不参加反应的离子浓度 化学平衡一般不移动 4 浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动 例 对气体分子数不变的反应 同等程度地增大或减小各物质的浓度 化学平衡 例 FeCl3 3KSCNFe SCN 3 3KCl 改变下列条件平衡如何移动 1 加入FeCl3粉末 2 加入NaOH固体 3 加入KCl固体 向右移动 向左移动 不移动 不移动 2 压强的影响 其他条件不变 增大压强 平衡向气体体积减小的方向移动 减小压强 平衡向气体体积增大的方向移动 只有压强的变化引起反应物质的浓度变化时 化学平衡才有可能移动 平衡移动过程中速率的变化情况 结合平衡移动方向分析 压强对化学平衡的影响 aA g bB g cC g 画出增大和减小压强时的速率 时间关系图 压强对化学平衡的影响 aA g bB g cC g 画出增大和减小压强时的速率 时间关系图 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 平衡混合物都是固体或液体的 改变压强不能使平衡移动 压强的变化必须引起参与反应物质的浓度改变才能使平衡移动 压强对化学平衡的影响的注意事项 3 温度的影响 注 升高温度同时加快正逆反应速率 但吸热反应的速率增加的更多 故升温使可逆反应向吸热反应方向移动 即温度对吸热反应的速率影响更大 2NO2 g N2O4 g H 0 升高温度 平衡向吸热方向移动 降低温度 平衡向放热方向移动 温度对化学平衡的影响 速率 时间关系图 催化剂同等程度改变化学反应速率 V 正 V 逆 只改变反应到达平衡所需要的时间 而不影响化学平衡的移动 例 对如下平衡A 气 B 气 2C 气 D 固 4 催化剂的影响 如果平衡向正方向移动 反应物转化率一定会增大吗 不一定 这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的 如果是通过改变温度 压强或减小生成物浓度引起的平衡右移 则反应物的转化率一定增大 如果是向体系中增加某种反应物的量 造成平衡向正反应方向移动 则转化率的变化要具体分析 如果平衡向正方向移动 正一定增大吗 不一定 因为平衡向正反应方向移动的原因是 正 逆 尽管 正减小 但只要满足 正 逆平衡就向正反应方向移动 难点分析 若m n p q 则化学平衡不受压强影响 上述恒温恒压 恒温恒容两情况都不会使化学平衡移动 对于一个已达到平衡的可逆反应 向其反应体系中充入惰性气体 平衡发生移动吗 恒温恒容条件下 充入惰性气体 压强虽然增大 但各物质的浓度均不变 故平衡不移动 恒温恒压条件下 充入惰性气体 压强虽然不变 但体积增大 各物质的浓度减小 平衡向气体体积增大的方向移动 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 生成物的百分含量一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂A B C D 注 化学平衡移动的方向与平衡后的结果无必然联系 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 练习 3 对已达化学平衡的反应2X g Y g 2Z g 减小压强时 对反应产生的影响是A 逆反应速率增大 正反应速率减小 平衡向逆反应方向移动B 逆反应速率减小 正反应速率增大 平衡向正反应方向移动C 正 逆反应速率都减小 平衡向逆反应方向移动D 正 逆反应速率都增大 平衡向正反应方向移动 5 转化率的计算或比较方法 1 移动方向判断法 适用于温度变化和压强变化 变T 若向正反应方向移动 转化率增大 若向逆反应方向移动 转化率减小 变P 若向正反应方向移动 转化率增大 若向逆反应方向移动 转化率减小 2 极端假设法 当有两种反应物时 增加其中一种反应物的量 该反应物的转化率减小 另一种反应物的转化率增大 如 A g B g 3C g 恒温恒容条件下 当加入1molA 2molB时 平衡建立时 B转化了0 5mol B的转化率 25 保持其它条件不变 向平衡体系中再加入100000molB 夸张了些 就是A全部转化 根据可逆反应的特征 A不可能全部转化 消耗B 1mol 此时B的转化率是多少 不需要计算了吧 B的转化率肯定是减小 但的A转化率是增大的 适用于有两种反应物或两种以上时 3 等效变换法 当只有一种反应物时 加入反应物 平衡移动方向和转化率a怎样变化 平衡移动方向按照 浓度影响 进行判断 转化率和百分含量等结果按照 压强改变 来判断 适用于只有一种反应物 类似如一人吃饱全家饱 注意点 1 平衡右移 产物的浓度不一定增大 如 稀释 减压等 2 平衡右移 产物的物质的量一定增大 但是它在反应混合物中所占的百分含量不一定增大 如 无限增大A的浓度 3 平衡右移 反应物的转化率不一定都增大 如 A BC D增大A的浓度 恒容 反应物只有一种 aA g bB g cC g 反应物不止一种 aA g bB g cC g dD g 转化率变化具体分析 增大不变减小 减小增大不变减小 增大增大不变减小 B 可建立虚拟路径如下 解析 以乙 丙为基准 先比较它们两组A B转化率的大小 再与甲 丁两组比较 丙组的A B都为乙组的两倍 两容器的体积相等 所丙容器压强比乙容器的大 此反应正反应为气体体积增大的反应 压强增大平衡向逆反应方向移动 所以丙组A B的转化率都比乙组的小 A的转化率 乙 丙B的转化率 乙 丙 甲 乙相比 B相同 甲中A比乙中多1mol A的转化率 乙 甲 B的转化率 甲 乙 甲 丙相比 A相同 甲中B比丙中少1mol A的转化率 丙 甲 B的转化率 甲 丙 乙 丁相比 A相同 丁中B比乙中多1mol A的转化率 丁 乙 B的转化率 乙 丁 丙 丁相比 B相同 丙中A比丁中多1mol A的转化率 丁 丙 B的转化率 丙 丁 A的转化率 丁 乙 丙 甲 B的转化率 甲 乙 丙 丁 BC 五看图像 五要素 一看面 即明确横纵坐标的意义 有几个变量 是反应物还是生成物的 条件 二看线 了解线的走向和变化趋势 三看点 即起点 交点 终点 拐点与极值点 等 四看辅助线 如等温线 等压线 平衡线等 五看量的变化 如浓度 温度 压强的变化等 图像题是化学平衡中的常见题型 这类题目是考查自变量 如时间 温度 压强等 与因变量 如物质的量 浓度 百分含量 转化率 之间的定量或定性关系 分析判断 三步骤 根据到达平衡的时间长短 结合化学反应速率理论判断温度的高低或压强的大小 根据图像中量的变化判断平衡移动的方向 结合平衡移动原理 分析可逆反应的特点 是气体分子数增大还是减小的反应 或是吸热还是放热反应 定一议二 若图像中有三个量 要先固定一个自变量 再讨论另外两个量之间的关系 思维要全面 要注意变换定量与变量 最后下综合结论 时间 V 该反应从逆反应开始 降温或减压 平衡向正反应方向移动 说出反应起始时是从正反应 还是从逆反应开始 然后是改变什么条件 化学平衡向什么方向移动 该反应从正反应开始 增大反应物浓度 平衡向正反应方向移动 说出反应起始时是从正反应 还是从逆反应开始 然后是改变什么条件 化学平衡向什么方向移动 V正 V逆 V 正 V 逆 正 逆反应同时开始 加催化剂或加压 体积不变的反应 平衡不移动 时间 V 1 转化率 压强 温度 温度曲线 T 等温线 正反应热m np q 放 正反应热m np q 吸 下图是在其它条件一定时 反应2NO O22NO2 HV逆的点是 A B C E D C点 T NO转化率 2 物质百分含量 压强 温度曲线 正反应热m np q 放 3 转化率 时间 压强曲线 m np q t m np q 4 物质百分含量 时间 温度曲线 正反应热 放 T2P1 T1P2 T1P1 m np q 0 t C 正反应热 放 此图在t2时 如果是加热 那么正反应是放热还是吸热 如果是减压 那么m n与p q的关系 5 浓度 时间曲线 其它 吸热 吸热 放热 1 在恒温时 一固定容积的容器内发生如下反应 2NO2 g N2O4 g 达平衡时 再向容器内通入一定量的NO2 g 重新达到平衡后与第一次平衡时相比 NO2的体积分数 A 减少B 增大C 不变D 无法判断 思路点拨 可利用放大缩小思想分析 听课记录 本题考查化学平衡移动问题 如右图所示 假设原容器内有一可以滑动的隔板 原来左侧达到化学平衡状态 现在右侧加入适量的NO2也达到与原平衡相同的状态 在外力作用下 将右侧的活塞压到X处 并撤去隔板 保证与原平衡时温度和体积相同 此时相对于原平衡增大了体系压强 平衡正向移动 达到平衡后NO2的体积分数减小 答案 A 2 1和 2分别为A在两个恒容容器中平衡体系A g 2B g 和2A g B g 的转化率 在温度不变的情况下 均增加A的物质的量 下列判断正确的是 A 1 2均减小B 1 2均增大C 1减小 2增大D 1增大 2减小 解析 对于固定容积的容器中的两反应 增大A的物质的量 体系压强增大 增压平衡向气体体积减小的方向移动 即对A g 2B g 向左移动 2A g B g 向右移动 答案 C 如图所示为装有活塞的密闭容器 内盛22 4mLNO 若通入11 2mL氧气 气体体积均在标准状况下测定 保持温度 压强不变 则容器内混合气体的密度为 A 等于1 369g LB 等于2 054g LC 在1 369g L和2 054g L之间D 大于2 054g L 错因分析 根据反应2NO O2 2NO2进行计算 由题设条件知 混合气体的质量为 0 001mol 30g mol 0 0005mol