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文档简介
第二节
化学反应的限度第二课时
反应条件对化学平衡的影响第二章化学反应的方向
、
限度与速率人体中的血红蛋白分子(Hb)与氧气分子结合形成氧合血红蛋白分子——Hb(O2),
这一过程可以表示为:Hb+O2
Hb(O2)煤气中的CO分子也能与血红蛋白分子结合:Hb+CO
Hb(CO)煤气中毒者到空气流通处或高压氧舱内,中毒情况可得到缓解,
你能解释其中的原因吗?
身边的化学一段时间改变反应条件v正=
v逆化学平衡1
Q1
=
K1v'正=
v'逆化学平衡2
Q2
=
K2v正≠
v逆不平衡Q≠K原化学平衡
平衡破坏新化学平衡\
一、化学平衡移动破坏旧平衡
建立新平衡平衡移动1.概念:
化学平衡是在一定条件下建立起来的,受温度、
压强或浓度变化的影响,
化学反应由一种平衡状态
变为另一种
平衡状态
的过程,称为化学平衡移动。2.
实质:条件改变
——
v正≠
v逆
Q≠Kv正
>
v逆
反应正向移动v正
=
v逆
平衡状态v正
<
v逆
反应逆向移动\
一、化学平衡移动实验浸泡在热水中浸泡在冷水中现象颜色加深颜色变浅平衡移动平衡逆向移动平衡正向移动结论其他条件不变时,
升高温度,
化学平衡向
吸热_反应方向移动;降低温度,
化学平衡向
放热_反应方向移动。2NO2(g)⇌
N2O4(g)
ΔH=-57.2
kJ·mol-1红棕色
无色\
探究温度对化学平衡移动的影响【实验原理】【现象与结论】化学反应2NO2(g)
⇌
N2O4(g)ΔH=-57.2kJ·mol-12NH3(g)
⇌
N2(g)+3H2(g)ΔH=92.2kJ·mol-1温度298
K333
K473
K673
K平衡常数6.8
L·mol-10.601L·mol-10.0015(mol·L-1)22.0(mol·L-1)2结论温度升高,
平衡常数减小
温度升高,
平衡常数增大Q>K,平衡逆向移动
Q<K,平衡正向移动【活动】
根据下表中的数据,分析平衡常数大小与温度变化的关系,
将其结论填入表中:\
探究温度对化学平衡移动的影响温度是通过改变化学平衡常数影响化学平衡降低温度K减小
平衡逆向移动反应物的转化率减小其他条件不变情况下,
对于吸热反应,
达到平衡时:\二、
温度对化学平衡的影响化学平衡常数的作用升高温度
K增大平衡正向移动反应物的转化率增大(放热反应方向)(吸热反应方向)判断反应吸放热v正=v逆v,(逆)
v
'正=v
'逆v,(正)正反应是吸热反应ΔH>0\二、
温度对化学平衡的影响v,(正)v,(逆)v正=v逆v,(正)
v
'正=v
'逆v,(逆)v,(逆)
'
'
v
正
=v
逆v,(正)升
高
温
度
降
低温
度正反应是放热反应ΔH<0正反应是吸热反应ΔH>0正反应是放热反应ΔH<0【
图像分析
】v
'正=v
'逆无关变量:
保持溶液总体积
(基本)
不变,
使其他粒子浓度不变反应建立平衡后如何减小反应物的浓度?加入铁粉降低Fe3+
浓度反应建立平衡后如何增加反应物的浓度?
滴加饱和FeCl3
溶液或高浓度的
KSCN溶液预测分别改变反应物、
生成物的浓度将怎增大反应物的浓度,
平衡向正反应方样影响平衡移动?向移动;
减小反应物的浓度,
平衡向逆反应方向移动。
实验用品
0.01mol/L
FeCl3
溶液,
0.01mol/L
KSCN溶液,
1mol/L
FeCl3
溶液,
1mol/LKSCN溶液,
铁粉,
试管,
烧杯,
胶头滴管\
探究浓度对化学平衡的影响Fe3+
+3SCN-⇌Fe(SCN)3黄色
无色
红色变量控制温度等其他因素不变,
只改变一种物质的浓度。研究体系改变条件K变化Q变化Q与K比较平衡移动方向增加反应物浓度不变变小Q<K正向移动减小反应物浓度不变变大Q>K逆向移动增大生成物浓度不变变大Q>K逆向移动减小生成物浓度不变变小Q<K正向移动在一定温度下,
其它条件不变时:
Fe3++3SCN-
=Fe(SCN)3任意状态时:Q
\
探究浓度对化学平衡的影响
/
}Q<K
一
平衡正向移动增加生成物
Q>K
平衡逆向移动K不变Q减小减少生成物增加反应物一定条件下,
对任意可逆反应:mA(g)+nB(g)=
pC(g)+qD
(g)浓度是通过改变浓度商影响化学平衡减少反应物/
Q增大K不变\
三、浓度对化学平衡的影响改变纯固体、
纯液体的量对反应平衡无影响【
图
像
分析】v,(正)v,(逆)增大反应物浓度v,(逆)v,(正)减小反应物浓度v,(逆)v,(正)
v
'正=v
'逆增大生成物浓度v,(正)
v
'正=v
'逆v,(逆)减小生成物浓度\
三、浓度对化学平衡的影响c生
↑⇒
瞬间v逆
↑
、
v正
未变⇒v正<v逆
⇒逆移c反
↓⇒
瞬间v正
↓
、
v逆
未变⇒v正<v逆
⇒逆移c生
↓⇒
瞬间v逆
↓
、
v正
未变⇒v正>v逆
⇒正移c反
↑⇒
瞬间v正
↑
、
v逆
未变⇒v正>v逆⇒正移v
'正=v
'逆v
'正=v
'逆在化工生产中,
常常通过增加某一价廉、
易得的反应物的浓度来提高另一昂贵、
稀缺的反应物的转化率,
从而降低生产成本。为
了提高产率,
生产过程中常常将反应产物及时从体系中移走,使反应所建立的化学平衡不断地正向移动。产率可以采取哪些措施?N2
+3H
NH3①适当提高N2
的比例②及时将NH3从反应混合物中分离出去思考:
对于工业合成氨的反应,
为
了降低成本、
提高
工业生产中的应用高温高压1.对于:
2A(g)+B(g)⇌2C(g)ΔH<0,
当温度升高时,
平衡向逆反应方向移动,
下列有关正
、逆反应速率的分析正确的是A.正反应速率增大,
逆反应速率减小B.逆反应速率增大,
正反应速率减小√C正
、逆反应速率均增大,
但是逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度D.正
、逆反应速率均增大,
而且增大的程度一样色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)
+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验,说法不正确的是(A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄B.②中Cr2O72-
被C2H5OH还原C.对比②和④可知酸性条件下K2Cr2O7氧化性强D.若向④中加入70%硫酸至过量,溶液变为橙色2.
已知重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性,其还原产物Cr3+在水溶液中呈绿色或蓝绿D
)实验原理:
透光率与气体的颜色有关,气体颜色越深,
透光率越小。实
验
方
案:取
一
支
注
射器
针筒,吸
入10mL二氧化氮气体
。
将针筒前端封闭,连接传感器,测定透光率
。
然后,
将针筒活塞迅速推至5mL处,
再将针筒活塞迅速拉回10mL处,
测定活塞移动过程中透光率的变化。某同学用传感器进行了如下实验,
测定实验过程中二氧化氮—四氧化二
氮平衡体系透光率的变化,
实验结果如下图所示。\探究压强对反应平衡的影响2NO2(g)⇌
N2O4(g)2NO2(g)⇌
N2O4(g)压缩针筒时体系内压强瞬间增大,气体体积减小,
c(NO2)和c(N2O4)都增大,因此气体颜色加深,
透光率减小;
后透光率上升说明c(NO2)减小,
c(N2O4)增大,
是平衡正向移动导致。结论:
对于Δvg
≠0
的反应,
增大压强,
化
学平衡向气体分子数减小的方向移动;a
~b段透光率变化先下降后上升说明NO2和N2O4
的浓度发生怎样变化?\探究压强对反应平衡的影响c2NO2(g)⇌
N2O4(g)拉伸针筒时体系内压强瞬间减小,气体体积增大,
c(NO2)和c(N2O4)都减小,因此气体颜色变浅,
透光率增加;
后透光率下降说明c(NO2)增大,
c(N2O4)减小,
是平衡正向移动导致。结论:
对于Δvg
≠0
的反应,
减小压强,
化
学平衡向气体分子数增大的方向移动。b
~f开始拉伸针筒透光率变化先上升后下降说明NO2和N2O4
的浓度发生怎样变化?\探究压强对反应平衡的影响fe2NO2(g)
N2O4(g)实验(同温度下)压强各物质浓度(mol·L-1)浓度商与平衡常数的相对大小平衡移动方向NO2N2O4原化学平衡容器容积为Vp1ab
——增大压强缩小容积至V/2时2P12a2b往气体计量数减小的
(正反应)方向移动减小压强扩大
容积至2
V时p12往气体计量数增大的
(逆反应)方向移动如何根据Q、
K关系解释压强对反应平衡的影响?\
四、
压强对反应平衡的影响Δvg=(化学方程式中气态反应产物化学式前系数之和)-(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和)。在其他条件不变的情况下,
压强是通过改变浓度影响化学平衡。Δvg>0,
增大压强,
平衡向气态物质系数减小的方向移动,即平衡逆向移动;Δvg<0,
增大压强,
平衡向气态物质系数减小的方向移动,即平衡正向移动。Δvg=0,
改变压强,
化学平衡状态不变;注意:
对于只涉及固体或液体的反应,
压强对平衡体系的影响极其微弱,
可以不予考虑。\
四、
压强对反应平衡的影响v,(逆)v
'正=v
'逆v,(正)v,(正)
v
'正=v
'逆v,(逆)v,(正)v,(逆)v正=v逆v正=v
,(逆)v,(正)v
'正=v
'逆v
'正=v
'逆2NH3(g)
N2(g)+3H2
(g)m+
n
<
p
+q\
四、
压强对反应平衡的影响【图像分析】mA(g)+nB(g)⇌
pC(g)+qD(g)H2(g)+I2(g)
2HI(g)m+
n
=
p
+q2NO2(g)N2O4(g)m+
n
>
p
+q增
大压
强
减
小
压
强v
'正=v
'逆v
'正=v
'逆(1)恒温恒容条件原平衡体系
充入“
惰性气体
”体系总压强增大
Q=K
平衡不移动(2)恒温恒压条件原平衡体系
充入“
惰性气体
”体系总体积增大
相当于减小压强
体系中各组分浓度不变
体系中各组分浓度同比例减小“
惰性气体”(泛指与反应无关的气体)对化学平衡的影响\
四、
压强对反应平衡的影响当其他条件不变时:
加入催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成,
但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。含量IIIt1
t2
t使用催化剂,
正、
逆反应速率同时增大,
且增大的倍数相同。\五、
催化剂对反应平衡的影响即加入催化剂,
化学平衡不移动.
v,(正)=
v,(逆)
增大c反应物
平衡正方向移动
浓度平衡逆方向移动平衡向气体分子数减小方向移动平衡向气体分子数增大方向移动平衡向吸热方向移动平衡向放热方向移动升高温度降低温度影响化学平衡的因素减小c反应物或增大c生成物增大压强减小压强总结压强温度催化剂不影响平衡移动或减小c生成物1.
内容:
如果改变平衡体系的一个条件(如温度、
浓度或压强),
平衡将向减弱这个改变的方向移动。2.适用范围已达到平衡的反应体系不可逆过程或
到平衡的可逆过程3.作用
定性分析平衡移动“减弱
”不等于
“
消除
”,
更不是
“扭转
”
Le
Chatelier1850年~1936年\六、
勒夏特列原理1.一密闭容器中建立N2+3H2
⇌2NH3
ΔH<0的平衡体系,
此时,
N2
的浓度为c(N2),体系的温度为T1,
压强为p1,
按要求回答下列问题。(1)保持温度
、
体积不变,
通入N2,
使N2
的浓度变为2c(N2),
平衡_正
向_移动,
重新平衡后,
N2
的浓度c′(N2)为___c(N2)<c
′(N2_)<2c(N2)
。(2)保持温度不变,
压缩体积变
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