化学平衡原理的应用-1省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

化学平衡原理的运用1/45[复习目标]1、了解勒夏特列原理涵义；掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动影响。2、利用所学化学反应速率、化学平衡原理来解释生活、生产中实际问题。2/45判断平衡移动方向解释相关试验事实化学平衡电离平衡水解平衡配合平衡溶解平衡选择反应适宜条件★应用范围3/45一、合成氨条件选择问题1：请同学们写出合成氨化学反应方程式，并说明这个反应有什么特点？N2+3H22NH3特点：

a、可逆反应b、正反应放热c、正反应是气体体积减小反应。问题2：请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？首要：经济效益与社会效益基本要求：a、单位时间内产量高b、原料利用率高反应速率问题化学平衡问题4/45问题3：依据以上要求，分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨适当条件。

填表高温高压使用高压低温无影响5/45一、合成氨条件选择使用催化剂（铁）：这么能够大大加紧化学反应速率，提升生产效率，也提升了经济效益；选择适当温度：500℃左右，该温度是合成氨催化剂活性温度；选择适当压强：20MPa~50MPa，该压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正适当。合成氨适宜条件实际生产中，还需及时分离出NH3，并不停向体系中补充N2、H2以增加反应物浓度，使平衡向合成氨方向进行。6/45例.以下相关合成氨工业叙述,可用勒沙特列原理来解释是_____.A.使用铁触媒,使N2和H2混合气体有利于合成氨B.高压比常压条件更有利于合成氨反应C.500℃左右比室温更有利于合成氨反应.D.合成氨时采取循环操作,可提升原料利用率.B7/45

思索3：有平衡体系CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)+Q，为了增加甲醇产量，工厂应采取正确办法是（）A、高温高压B、适宜温度高压催化剂C、低温低压D、低温高压催化剂B8/451．SO2制取4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2煅烧2.SO2催化氧化3.SO3吸收SO3+H2O

H2SO4沸腾炉2SO2+O22SO3V2O5400～500℃接触室吸收塔二、硫酸工业生产原理9/45硫酸工业生产流程自制动画

硫酸工业生产沸腾炉接触室吸收塔净化冷却10/454、尾气处理尾气组成：SO2,O2,N2、少许SO3等回收利用碱液吸收法：NH3·H2O2NH3+H2O+SO2===(NH4)2SO311/45

已知：N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)+Q，2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)+Q回答以下问题：（1）从影响速率和平衡原因分析，要有利于NH3和SO3生成，理论上应采取办法是＿＿＿＿＿＿＿。实际生产中采取办法分别是中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）在实际生产合成氨过程中，要分离出氨气，目标是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；而合成SO3过程中，不需要分离出SO3，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。高温高压催化剂合成氨：高温、高压、催化剂；合成SO3：高温、常压、催化剂。降低生成物浓度，使平衡向生成NH3方向移动该反应向生成SO3方向进行程度大，到达平衡后SO2余量较少，故不需要分离SO3思索1：12/45二、化学试验中应用(1)配制FeCl3、FeCl2溶液,加入HCl.(2)将醋酸钠溶液和酚酞混合溶液加热,溶液 颜色改变原因.(3)试验室用排饱和食盐水方法吸收氯气.2、试验现象解释1、溶液配制13/45(4)已知2CH3COOH (CH3COOH)2+Q(Q>O)为了测定CH3COOH相对分子质量应选择什么样试验条件?(5)用热浓Na2CO3溶液除油污.(6)ZnCl2溶液作焊药.3、试验条件选择4、日常生活应用14/45以下现象可利用勒夏特列原了解释有：CO2难溶于饱和NaHCO3溶液由H2、I2(g)、HI组成平衡体系，加压后颜色加深试验室惯用饱和食盐水除去Cl2中HCl加压可使CO2在水中溶解度增大在醋酸中加入足量NaOH，可使醋酸几乎完全电离在氨水中加入MgCl2溶液有白色沉淀，在氨水和NH4Cl混合溶液中加入MgCl2溶液无白色沉淀.答案：1、3、4、5、615/45

例、近年来，一些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少许液氨，其反应化学方程式为NH3+HClO

H2O+NH2Cl（一氯氨），NH2Cl较HClO稳定，试分析加液氨能延长液氯杀菌时间原因?解析：液氨与次氯酸反应生成较HClO稳定NH2Cl后，不影响HClO杀菌效率，且因为反应可逆，随HClO消耗，平衡逆向移动，从而延长HClO杀菌时间。16/45痛风是以关节炎重复发作及产生肾结石为特征一类疾病，关节炎原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体，反应式以下：Ur-+Na+NaUr(s)[Ur-指尿酸根离子]第一次关节炎发作大都在脚趾和手指关节处，这说明该反应是放热，还是吸热？为何？判断平衡移动方向脚趾和手指关节处离心脏较远，普通温度较低。温度较低部位易于患病，即形成了尿酸钠晶体。这说明温度降低时，平衡向结晶方向移动，说明该反应是放热。17/45钾是—种活泼金属，工业上通惯用：Na（l）＋KCl（l）NaCl（l）＋K（g）；Q<0来制取钾。各物质沸点与压强关系见表

（1）在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离最低温度约为

，而反应最高温度应低于

。（2）在制取钾过程中，为了提升原料转化率能够采取办法是770℃

890℃

降低压强或移去钾蒸气适当升高温度18/45思索:工业生产硫酸时,反应SO2+O2 2SO3+Q生成条件:400~500℃,常压,V2O5催化剂,试解释之.19/45三、化学平衡计算类型（1）求反应物起始浓度，反应物和生成物 平衡浓度（2）求反应物转化率、生成物产率（3）求平衡混合物各组分百分含量（4）求平衡后压强改变和体积改变。（5）混合气体平均分子量计算（6）平衡移动后密度计算20/45相对分子质量：

化学式中各原子相对原子质量总和。

由气体密度或相对密度求气体相对分子质量。（1）密度（g/L)：

①计算表示式：

②标准情况下气体：M=ρ

·22.4L/mol21/45（2）相对密度：

相对密度是在同温同压下两种气体密度之比。混合气体平均分子量相关计算：

基本计算关系：

M变换计算关系：

M=M=22/45阿伏加德罗定律及其相关推论：

（1）阿伏加德罗定律：温度和压强相同时,相同体积任何气体都含有相同数目标分子。（2）阿伏加德罗定律推论：

①同温同压时，气体物质体积与物质量成正比

②同温同压时，气体物质摩尔质量与密度成正比

③同温同压时，质量相同气体物质体积与摩尔质量成反比23/451、合成氨反应在一定条件下到达平衡，测得体系中NH3为4mol，起始与平衡时压强之比为13：8，且[H2]始：[H2]平＝4：1，求N2和H2转化率。解：设N2、H2起始物质量分别为x、yN2+3H2

2NH3总量始xy0x+y变264平x-2y-64x+y-4∴N2转化率×100%=83.3%H2转化率24/452、1体积SO2和3体积空气混合后在450℃以上经过V2O5催化剂发生反应。若同温同压下测得反应前后混合气体密度比为0.9：1，求SO2转化率？混合气体相对分子质量？相对氢气密度？

分析：体积与密度为反比关系，反应前后气体密度比为0.9：1，则前后体积比为1：0.9，即气体总体积降低了10%（0.4体积）。这么就将已知密度比转换成了气体体积差量，利用差量法进行计算：2SO2+O2=2SO3△V21x0.4X=0.8，即SO2转化率为80%25/45计算技巧：1、差量法：例1、在一个固定体积密闭容器中，放入2molX和3molY，在一定条件下反应：4X(气)+3Y(气)

2Q(气)+nR(气)到达平衡后，容器内温度不变，容器内压强比原来增加5%，X浓度减小1/3，则反应方程中n值为（）A、5B、3C、6D、2练习1、将气体A放入密闭容器中，在一定温度时反应：2A(气)

B(气)+nC(气)到达平衡时，压强增大m%，测得A转化率也为m%，则n值为（）A、1B、2C、3D、4CC26/45守恒法：例2、将1molA、2molB混合物132g在密闭容器中反应：A（气）+2B（气）

2C（气）+2D（气）到达平衡后，测得A转化率为30%，则平衡时混合气体平均分子量为（）A、44B、48C、40D、52

C27/45练习2、在体积为20L真空密闭容器中，充入0.1molH2和0.2molI2（气），T1温度下发生反应：H2(g)+I2(g)

2HI(g)+热量测得平衡时H2转化率为50%，再升温到T2，平衡发生移动并到达新平衡，测得HI平衡浓度为T1时二分之一，整个过程体积不变，则T2时平衡混合物密度为（）g/LA、2.12B、2.55C、3.06D、3.18B28/453、极限法：例3、在一定温度下密闭容器中加入CO和H2O（气）各1mol当反应CO+H2O（气）

CO2+H2到达平衡时生成0.5molCO2，若其它条件不变，再充入8molH2O（气）重新到达平衡时CO2物质量为（）A、0.5molB、0.93molC、1molD、1.5mol练习3、在一密闭容器中，用等物质量A和B发生以下反应：A（气）+2B（气）

2C（气）反应到达平衡时，若混合气体中A和B物质量之和与C物质量相等，则这时A转化率为：（）A、40%B、50%C、60%D、70%BA29/45判断正反应是吸热还是放热？吸热30/45(1)正反应

热(2)a

b吸>31/45(A)(B)Q>032/45(C)(D)33/45例.在容积固定密闭容器中,充入2L气体A和1L气体B,在一定条件下发生反应,3A(g)+B(g) nC(g)+2D(g),到达平衡时,A物质量浓度减小1/2,混合气体平均式量增大1/8,则式中n值为___.A.2B.1C.4D.334/45用于解释常见化学改变：③对氨水加热，溶液pH值怎样改变改变？NH3+H2ONH3·

H2ONH4++

OH-①为何Al(OH)3既溶于强酸、又溶于强碱？应用1：H++

AlO2-

+H2OAl(OH)3Al3++

3OH-电离平衡原理应用35/45弱电解质电离平衡是指在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子电离成离子速率和离子重新结合成份子速率相等时，电离过程就到达了平衡状态，这叫做电离平衡。2.电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+结合V分子V离子电离36/45

例3、BiCl3水解生成BiOCl（BiOCl难溶于水).（1）BiCl3水解反应方程式为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）医药上把BiOCl叫做次氯酸铋，分析这种名称是否合理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）把适量BiCl3溶于浓NaCl溶液中或溶于含有少许盐酸水中能得到澄清溶液，试用平衡移动原理分析可能原因：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

BiCl3+H2O

BiOCl+2HCl不合理；因为BiOCl中，Cl化合价为-1价浓NaCl溶液中，Cl-抑制BiCl3溶解，使Bi3+浓度降低；盐酸抑制Bi3+水解37/45例.PH相同,体积相同盐酸与醋酸溶液,分别与过量锌粉反应.则正确描述是_____A.开始时产生氢气速率:v(HCl)>v(HAc)B.开始时产生氢气速率:v(HCl)<v(HAc)C.ts后产生氢气速率:v(HCl)<v(HAc)D.最终产生H2物质量:n(HCl)<n(HAc)38/45例.25℃时,在物质量浓度为1mol/L℃(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2溶液中，测得其[NH4+]分别为a、b、c。以下判断中正确是______.A.a=b=cB.a>b>cC.a>c>bD.c>a>bD39/45三、化学平衡种类（1）溶解平衡KNO3(s) K++NO3--Q(2)电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+AgCl（s）Ag++Cl–

(3)盐类水解平衡 Fe3++3H2OFe(OH)3+OH--Q溶解结晶40/45与你相关平衡问题：(1)怎样保护牙齿？(2)煤气中毒怎么办？(3)治疗胃病用了什么药剂？(4)人血液pH值为何稳定在7.35～7.45？……41/451、在一定温度、压强和有催化剂存在条件下，将N2和H2按1