化学平衡移动.ppt

化学平衡的移动 V t t1 正 逆 0 正 逆 化学平衡 逆 等 动 定 变 对象 可逆反应 本质 V正 V逆 现象 反应混合物中各组成的浓度保持不变 特点 平衡是动态 V正 V逆 0 发展 条件改变时 V正 V逆 原平衡受到破坏 复习 平衡 正 逆 改变条件 速率不变 平衡不移动 速率改变 程度相同 正 逆 平衡不移动 程度不同 正 逆 平衡向正反应方向移动 正 逆 平衡向逆反应方向移动 一 化学平衡移动 改变条件后 向速率大的方向移动 哪些条件的变化会对化学反应速率产生影响 将产生什么样的影响 1 浓度 增加反应物浓度 可以加快反应速率2 温度 升高温度 可以加快反应速率3 压强 对于有气体参加的反应 增大压强 可以加快反应速率4 催化剂 使用正催化剂 可以反应速率 实验2 5 Cr2O72 H2O2CrO42 2H 橙色黄色 已知在K2Cr2O7的溶液中存在着如下平衡 步骤 1 取三支试管各加入10滴0 1mol LK2Cr2O7溶液 2 向2号试管中滴加5滴H2SO4 观察并记录 3 向3号试管中滴加5滴NaOH溶液 观察并记录 二 影响化学平衡移动的条件1 浓度的变化对化学平衡的影响 在试管中加入15滴0 005mol LFeCl3溶液和15滴0 01mol LKSCN溶液振荡溶液呈红色 在这个反应体系中存在下述平衡 实验2 6 Fe3 3SCN Fe SCN 3 红色 用空白滴管将上述溶液分置于井穴板的三个井穴中 其中一个井穴进行对比 步骤 1 向1号井穴中滴加4滴FeCl3溶液 观察颜色变化 2 向2号井穴中滴加4滴KSCN溶液 观察颜色变化 3 向1 2号井穴中各加入5滴0 01mol LNaOH溶液液 观察现象 浓度引起平衡移动的v t图分析 1 浓度的变化对化学平衡的影响 V 正 V 逆平衡正向移动 结论 增加反应物浓度或减小生成物的浓度可使平衡正向移动 浓度引起平衡移动的v t图分析 1 浓度的变化对化学平衡的影响 V 逆 V 正平衡逆反应方向移动 结论 减少反应物的浓度或增加生成物的浓度可使平衡向逆反应方向移动 结论 其它条件不变的情况下 1 浓度的变化对化学平衡移动的影响 意义 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 实验三 2 压强对化学平衡的影响 红棕色 无色 实验步骤 1 取一只装有NO2和N2O4混合气体的针管2 迅速挤压活塞 观察现象3 迅速拉动活塞 观察现象 红棕色 无色 2 压强变化对化学平衡的影响 1 增大压强 对于有气体参加和气体生成的化学反应来讲 由于缩小了体积 气体的浓度增大 提高了反应速率 2 若两边都有气体 则改变压强同时改变正逆反应速率 当反应前后分子数目不同 速率改变倍数不一样 分子数目多的一侧速率改变倍数大 当反应前后体积相同时 增大倍数相同 对于某些有气体参与的可逆反应 由于压强的改变引起了浓度的改变 有可能使平衡发生移动 2 压强变化对化学平衡的影响 总结 1 增大压强 化学平衡向着气体分子数目减少的方向移动 2 减小压强 化学平衡向着气体分子数目增多的方向移动 3 对于反应前后气体分子数目不变的反应 改变压强平衡不移动 结论及应用 若a b 即正反应方向是气体分子数目减小的反应 增大压强 平衡向正反应方向移动 若a b 即反应前后气体分子数目不变的反应 改变反应体系的压强 平衡不发生移动 若a b 即正反应方向是气体分子数目增大的反应 增大压强 平衡向逆反应方向移动 V 小 V 大平衡向气体体积减小的方向移动 V 大 V 小平衡向气体体积增大的方向移动 结论 增加压强可使平衡向气体分子数目减小的方向移动 减小压强可使平衡向气体分子数目增大的方向移动 压强引起平衡移动的v t图分析 2 压强的变化对化学平衡的影响 反应前后气体分子数有变化的体系 对于反应前后气体分子数目不变的反应 压强引起平衡移动的相关v t图分析 V 正 V 逆平衡不移动 3 温度对化学平衡的影响 3 温度变化对化学平衡的影响 温度的改变对正逆反应速率都会产生影响 但影响的程度不同 温度的变化对吸热反应的速率比放热反应的速率影响大 温度改变 平衡一定发生移动 具体表现在 升高温度 正 逆反应速率都增大 但增大的倍数不一样 吸热反应增大的倍数大 化学平衡向吸热反应方向移动 降低温度 正 逆反应速率都减小 但降低的倍数不一样 吸热反应降低的倍数大 化学平衡向放热反应方向移动 3 温度变化对化学平衡的影响 V吸 V放平衡向吸热方向移动 结论 其他条件不变 升高温度平衡向吸热反应方向移动 温度引起平衡移动的相关v t图分析 3 温度变化对化学平衡的影响 温度引起平衡移动的相关v t图分析 V放 V吸平衡向放热反应方向移动 结论 其他条件不变 降低温度平衡向放热反应方向移动 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 加催化剂 不能使平衡发生移动 只影响到达平衡的时间 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 正催化剂能缩短平衡到达的时间 4 使用催化剂对化学平衡的影响 总结 改变反应条件时平衡移动的方向 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 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 温度 或压强等 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 化学平衡移动原理 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 温度 或压强等 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 注意 是 减弱 这种改变 不是 消除 这种改变 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 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 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 已知N2与H2反应合成NH3是一个可逆反应 其热化学方程式为 合成氨的工艺流程如图2 24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 1 向反应器中注入过量N2 2 采用适当的催化剂 3 在高压下进行反应 4 在较高温度下进行反应 三 化学平衡移动原理应用 合成氨工业 合成氨条件的选择 问题1 写出合成氨的化学反应方程式 并说明这个反应有什么特点 N2 3H22NH3 H 92 4kJ mol 1 特点 a 可逆反应b 正反应放热c 正反应是气体分子数目减小的反应 三 化学平衡移动原理应用 合成氨工业 合成氨条件的选择 问题2 请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题 主要 经济效益与社会效益 基本要求 a 反应快b 原料利用率高c 单位时间内产量高 从反应速率的角度看 温度越高 压强越大 化学反应越快 使用催化剂反应加快 单位时间内生成的产品越多 从化学平衡的角度看 高压低温 平衡时生成物NH3的百含量高 问题3 分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件 结论 三 化学平衡移动原理应用 合成氨工业 合成氨条件的选择 N2 3H22NH3 三 化学平衡移动原理应用 合成氨工业 合成氨条件的选择 问题4 工业上合成氨的合适条件到底怎样 使用催化剂 这样可以大大加快化学反应速率 提高生产效率 也提高了经济效益 选择合适的温度 500 左右 该温度是为合成氨催化剂的活性温度 选择合适的压强 2 0 107 5 0 107Pa 该压强下进行生产 对动力 材料 设备等来说正合适 将氨气及时分离出来循环操作过程 合成氨的适宜条件 可逆反应H2O g C s CO g H2 g 在一定条件下达平衡状态 改变下列条件 能否引起平衡移动 增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加H2浓度改变条件后能使CO浓度有何变化 气体或溶液浓度的改变会引起反应速率的变化纯固体或纯液体用量的变化不会引起反应速率改变 化学平衡不移动 在某容器中 C s H2O g CO g H2 g 反应达平衡 在温度 容器体积不变的情况下 向容器中充入一定量的H2 当建立新平衡时 A CO H2的浓度都比原平衡时小B CO H2的浓度都比原平衡时大C H2O g H2的浓度都比原平衡时大D H2O g CO的浓度都比原平衡时大 C 改变条