反应条件对化学平衡的影响

反应条件对化学平衡的影响第1页/共64页第2页/共64页

对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)Q>k，未达平衡，平衡逆向移动。

Q=k,

达平衡，平衡不移动。Q<k,未达平衡，平衡正向移动。复习：平衡常数的应用判断可逆反应的反应热：若升高温度,K增大，则正反应是吸热反应;若升高温度,K减小，则正反应是放热反应。第3页/共64页一定条件下的平衡状态

(V正=V逆)条件改变

(V正≠V逆)新条件下的平衡状态

(V′正=V逆′)一、化学平衡的移动1．概念可逆反应由一个

变为另一个

的过程。2．原因条件的改变引起反应速率的改变，使

。3．平衡移动的结果正、逆反应速率发生改变，平衡混合物中各组分的浓度(或百分含量)发生

；最后达到新条件下的

。平衡状态平衡状态v(正)≠v(逆)改变新平衡状态第4页/共64页Q≠KQ1=K1c1

a1恒定V（正）=V（逆）平衡状态Ⅰ化学平衡的移动平衡状态Ⅱ

Q2=K2

c2

a2恒定V′（正）=V′（逆）条件改变一段时间后平衡遭破坏第5页/共64页研究对象：研究方法：方案设计：1、温度对化学平衡的影响实验验证法实验内容实验现象结论将充有NO2的烧瓶放入冷水中红棕色变

，温度降低，平衡向

移动将充有NO2的烧瓶放入热水中红棕色变

，温度升高，平衡向

移动浅深正逆2NO2(g)N2O4(g);△H<0第6页/共64页思考温度变化，化学平衡为什么会发生移动？移动有什么规律？分析2NO2(g)N2O4(g)；△H=-57KJ/mol已知：N2O4浓度

。K=[N2O4][NO2]2K变

，平衡

。升温颜色加深NO2浓度

，变大变小变小向左移动升高温度，K变

，变大向右移动同理：降低温度，平衡

。结论：温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的

第7页/共64页小结：温度对化学平衡的影响其他条件不变时升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。第8页/共64页思考如果温度不变，平衡常数也不变，平衡能移动吗？K=[N2O4][NO2]2Q=（N2O4）（NO2）2KQ2NO2

(g)

N2O4(g);△H<0平衡

移K=Q平衡

移Q<K平衡Q>K我们可以通过改变反应物或生成物的浓度，来使平衡移动。第9页/共64页理论预测平衡移动方向KQ大小关系预测:反应物或生成物浓度的改变

增加反应物浓度（A或B）增大生成物浓度(C或D)减少反应物浓度(A或B)减少生成物浓度（C或D）aA+bBcC+dD浓度对化学平衡的影响Q

＜KQ

＞K平衡正向移动平衡逆向移动第10页/共64页改变浓度Q、K关系平衡移动方向增大反应物增大c(FeCl3)或c(KSCN）增大生成物增大c[Fe(SCN)3]正向逆向

请根据反应Fe3+(aq)

+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)的平衡常数K

与浓度商Q=

的关系,讨论改变反应物或生成物浓度对化学平衡的影响。Q<KQ>K交流研讨c(Fe3+)c3(SCN-)c[Fe(SCN)3]浓度对化学平衡影响的原因：改变了浓度商Q，使Q≠K,进而影响化学平衡改变浓度，若Q<K，平衡正向移动；若Q>K，平衡逆向移动。第11页/共64页小结：浓度对化学平衡的影响其他条件不变：增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。注意：此结论只适用于气体或溶液，改变纯固体、纯液体的量对化学平衡无影响。第12页/共64页2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H

=_197.8kJ·mol-1是硫酸制造工业的基本反应。在生产中通常采用通入过量的空气的方法。为什么？

提高O2在原料气中的比例，使SO2的平衡转化率提高，从而降低生产成本。思考第13页/共64页原平衡状态

新平衡状态

平衡移动浓度借助Q与K的相对大小进行判断

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温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数来实现的改变浓度，若Q>K，平衡逆向移动改变浓度，若Q<K，平衡正向移动小结第14页/共64页思考：压强的变化对化学平衡有何影响?可逆反应Q、K的表达式改变压强对平衡的影响增大压强减小压强N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)N2O42NO2正向移动逆向移动逆向移动正向移动不移动不移动提醒：若没有特殊说明，压强的改变就默认为改变容器容积的方法来实现，如增大压强，就默认为压缩气体体积使压强增大。第15页/共64页在其它条件不变的情况下，△vg=0,改变压强,平衡不移动△vg≠0,增大压强，平衡向气态物质系数减小方向移动减小压强，平衡向气态物质系数增大方向移动结论:压强对化学平衡的影响：注意：只适用于有气体参与的反应通俗点说：①不等气反应增大压强，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。②等气反应改变压强，平衡不移动。第16页/共64页早在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：改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。说明：研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应；只适用于改变影响平衡的一个条件；平衡的移动结果只能“减弱”而不能“消除”这种改变。第17页/共64页1、在密闭容器中进行下列反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)

ΔH>0，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：(1)增加C，平衡________，c(CO)______。(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡________________，c(CO2)________。(3)通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡________，c(CO2)________。(4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡________________，c(CO)________。

练习第18页/共64页3．已知化学反应2A(?)+B(g)2C(?)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则()A．A是气体，C是固体B．A、C均为气体

C．A、C均为固体D．A是固体，C是气体

2．某一化学反应，反应物和生成物都是气体，改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是()A．增大反应物浓度B．减小反应容器的体积

C．增大生成物浓度D．升高反应温度AD练习第19页/共64页4、关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛。其化学机理为：①HUr+H2OUr-+H3O+

尿酸尿酸根离子②Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)下列对反应②叙述中正确的是()A.正反应的△H>0B.正反应的△H<0C.升高温度，平衡正向移动

D.降低温度，平衡正向移动BD第20页/共64页3、(2007上海，25)

一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=＿＿＿＿＿,升高温度,K值＿＿＿(填“增大”“减小”或“不变”)。（后略）300℃500℃otBtA时间(min)nAnB甲醇的物质的量(mol)减小第21页/共64页第22页/共64页思考：化学平衡的基本特征是v正

=v逆，那么，是否能用速率来解释化学平衡？从速率角度分析化学平衡状态第23页/共64页温度对化学平衡的影响2NO2(g)N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol(红棕色)(无色)NO2浓度增大

NO2浓度减小

混合物受热时颜色（）混合物遇冷时颜色（）现象分析：加深变浅平衡向吸热反应方向移动平衡向放热反应方向移动第24页/共64页温度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下：升高温度，化学平衡向着吸热反应的方向移动；降低温度，化学平衡向着放热反应的方向移动。规律:第25页/共64页t0vV(正)V(逆)原平衡V’

(正)V’

(逆)新平衡正反应△H﹥00vtV(正)V(逆)原平衡V’

(正)V’

(逆)新平衡正反应△H﹤0升高温度1、温度升高时，正逆反应速率均（），但

，故平衡向

方向移动；增大Ѵ(吸)>Ѵ(放)吸热反应原因分析:第26页/共64页降低温度正反应△H﹥00vtV(正)V(逆)原平衡V’

(逆)V’

(正)新平衡0vtV(正)V(逆)原平衡V’

(正)V’

(逆)新平衡正反应△H﹤02、温度降低时，正逆反应速率均（），但

，故平衡向

方向移动；减小Ѵ(吸)<Ѵ(放)放热反应原因分析:第27页/共64页例：某一可逆反应，A＋B

C，在一定条件下达平衡，C的含量与时间，温度关系如图所示，则：(1)：T1＿＿＿T2(2)：正反应为＿＿＿热反应T1T2t1t2tC%＞放第28页/共64页现象及分析滴加饱和FeCl3溶液滴1mol/LKSCN溶液滴加NaOH溶液现象Fe3++3SCN-Fe(SCN)3增大c(Fe3+)增大c(SCN-)红色加深C[Fe(SCN)3)增大平衡破坏平衡正向移动结论:增大反应物的浓度平衡向正反应方向移动减小c(Fe3+)红色变浅C[Fe(SCN)3)减小平衡破坏平衡逆向移动结论:减小反应物的浓度平衡向逆反应方向移动Fe3++3OH-〓Fe(OH)3↓红色加深红色加深有红褐色沉淀生成，溶液红色变浅浓度对化学平衡的影响

第29页/共64页浓度对化学平衡的影响

在其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物的浓度化学平衡向逆反应方向移动学与问:其他条件不变时,如果增大反应物浓度或减小生成物浓度,正、逆反应速率如何变化？平衡如何移动？正、逆反应速率变化与平衡移动有何关系？规律:第30页/共64页0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’

(逆)V’

(正)V’(正)=V’(逆)增大生成物的浓度0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’

(正)V’

(逆)V’(正)=V’(逆)减小生成物的浓度平衡正向移动平衡逆向移动思考:增大反应物的浓度或减小反应物的浓度呢?原因分析:v,正>v,逆v,逆>v,正第31页/共64页t2v”正=v”逆V’逆V,正t3v正=v逆v正v逆t1t（s）

v（molL-1.S-1）0

平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱ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；第32页/共64页减小反应物浓度V’逆vtV逆V’正V’正=V’逆平衡逆向移动V’逆>V’正V正结论：其它条件不变的情况下①增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡向正方向移动②增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆方向移动浓度变化对化学平衡的影响第33页/共64页由以上四图可以得出结论：1）改变反应物浓度瞬间，只能改变正反应速率改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率2）改变浓度瞬间，若v(正)>v(逆)，平衡向正反应方向移动若v(逆)>v(正)，平衡向逆反应方向移动3）新旧平衡速率比较：增大浓度，新平衡速率大于旧平衡速率减小浓度，新平衡速率小于旧平衡速率第34页/共64页应用：

在工业生产中适当增大廉价反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可以提高价格较高原料的转化率，以降低生产成本2SO2(g)+O2(g)SO3(g)的平衡体系中，为了提高SO2的利用率，可采用什么措施？催化剂思考：练习1、在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：（2）增加碳，平衡

,C(co).（1）增加CO2，平衡________，Ｃ(co)________。不移动不变正向移动增大第35页/共64页压强变化对化学平衡的影响交流与讨论:压强的变化对化学平衡有何影响?可逆反应平衡常数表达式改变压强对平衡的影响增大压强减小压强N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)N2O42NO2正向移动逆向移动逆向移动正向移动不移动不移动第36页/共64页对反应N2O4

2NO2，平衡常数当增大压强时会使对反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，平衡常数对反应FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g),平衡常数原因分析:1、从平衡常数角度分析:平衡正向移动<KC(N2)C2(NH3)C3(H2)当增大压强时会使>KC(N2O4)C2(NO2)平衡逆向移动当增大压强时仍=KC(N2O4)C2(NO2)平衡不移动第37页/共64页t0vV(正)V(逆)原平衡V’

(气体分子数缩小方向)V’

(气体分子数增大的方向)新平衡2、从反应速率的角度分析：（1）增大压强时，正逆反应速率都

，但

，故平衡向

方向移动；增大Ѵ(气体分子数减小方向)>Ѵ(气体分子数增大方向)气体分子数减小当增大压强时：对反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，第38页/共64页（2）减小压强时，正逆反应速率都

，但

，故平衡向

方向移动；减小Ѵ(气体分子数增大方向)>Ѵ(气体分子数减小方向)气体分子数增大0vtV(正)V(逆)原平衡V’

(气体分子数增大方向)V’

(气体分子数减小方向)新平衡2、从反应速率的角度分析：当减小压强时：对反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，第39页/共64页Vt0V(正)V(逆)⑤增大压强⑥减小压强Vt0V(正)V(逆)V正=V逆V正=V逆（3）增大压强时，正逆反应速率都

，但

，减小压强时，正逆反应速率都

，但

，故平衡

移动。增大增大程度相同减小减小程度相同不对反应FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g),第40页/共64页mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)（2）若m+n＝p+q：（1）若m+n==p+q：增大压强，平衡往气体分子数减少的方向移动；减小压强，平衡往气体分子数增加的方向移动。压强改变，平衡不发生移动。结论：2、压强变化对化学平衡的影响对于有气体参与的反应：密闭容器充入”稀有气体”a、恒压→即”减压”;b、恒容→速率不变，平衡不移动.注意：第41页/共64页练习2、在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：（2）减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡

;c(CO2)

。（3）通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡

;c(CO2)

。

（4）通入N2，保持密闭容器压强和温度不变，则平衡

;c(CO2)

。

逆向移动增大不移动不变正向移动减小第42页/共64页4、催化剂对化学平衡的影响0vV(正)V(逆)原平衡t新平衡

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第43页/共64页例.右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是（）A．升高温度B．加大X的投入量C．加催化剂D．减小体积Ｃ第44页/共64页影响平衡的条件平衡移动的方向平衡移动的结果浓度增大反应物减小生成物减小反应物增大生成物压强增大压强减小压强温度升高温度降低温度向正向移动向逆向移动向体积缩小移动向体积增大移动向吸热方向移动向放热方向移动使反应物浓度减小使生成物浓度增大使反应物浓度增大使生成物浓度减小使压强减小使压强增大使温度降低使温度升高化学平衡移动小结:第45页/共64页平衡正向移动平衡逆向移动浓度变化对化学平衡影响的分析:v,正>v,逆0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’

(正)V’

(逆)V’(正)=V’(逆)增大反应物的浓度0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’

(逆)V’(正)V’(正)=V’(逆)减小反应物的浓度v,逆>v,正（1）反应速率的变化（2）各成分的变化第46页/共64页t0vV(正)V(逆)原平衡V’

(气体分子数缩小方向)V’

(气体分子数增大的方向)新平衡当增大压强时：对反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，压强变化对化学平衡影响的分析:（1）反应速率的变化（2）各成分的变化第47页/共64页0vtV(正)V(逆)原平衡V’

(气体分子数增大方向)V’

(气体分子数减小方向)新平衡当减小压强时：对反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，压强变化对化学平衡影响的分析:（1）反应速率的变化（2）各成分的变化第48页/共64页Vt0V(正)V(逆)⑤增大压强⑥减小压强Vt0V(正)V(逆)V正=V逆V正=V逆对反应FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g),压强变化对化学平衡影响的分析:（1）反应速率的变化（2）各成分的变化第49页/共64页t0vV(正)V(逆)原平衡V’

(吸热)V’

(放热新平衡温度变化对化学平衡影响的分析:（1）反应速率的变化（2）各成分的变化对反应：Co2+＋4Cl－

CoCl42－

△H>0升高温度第50页/共64页0vtV(正)V(逆)原平衡V’

(放热)V’

(吸热)新平衡温度变化对化学平衡影响的分析:（1）反应速率的变化（2）各成分的变化对反应：Co2+＋4Cl－

CoCl42－

△H>0降低温度第51页/共64页0vV(正)V(逆)原平衡t新平衡催化