专题专题2 2 第三单元第三单元 化学平衡的移动化学平衡的移动 P49 P492 2、定义：、定义：改变外界条件，改变外界条件，可逆反应中可逆反应中旧的化学平衡的破坏，新化学平衡的旧的化学平衡的破坏，新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动。建立过程叫化学平衡的移动。1 1、研究对象：、研究对象：已建立平衡状态的体系。已建立平衡状态的体系。化学平衡移动的根本原因：化学平衡移动的根本原因： 外界条件改变，引起外界条件改变，引起正正、逆逆发生改变，发生改变，且：且：正正逆逆0，造成化学平衡移动。，造成化学平衡移动。一、浓度变化对化学平衡的影响一、浓度变化对化学平衡的影响影响化学平衡移动的因素影响化学平衡移动的因素1 1、结论：、结论：在其他条件不变时，增大反应在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡物浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡向正反应方向移动；反之化学平衡向逆反向正反应方向移动；反之化学平衡向逆反应方向移动。应方向移动。0vtV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (正正)V (逆逆)新平衡新平衡增大反应物的浓度增大反应物的浓度0vtV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V(正正)V(逆逆)新平衡新平衡减小生成物的浓度减小生成物的浓度2.浓度变化影响化学平衡的本质原因浓度变化影响化学平衡的本质原因V (正正) V (逆逆)平衡正向移动。平衡正向移动。新平衡新平衡t0vV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (正正)V (逆逆)增大生成物的浓度增大生成物的浓度0vtV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (正正)V (逆逆)新平衡新平衡减小反应物的浓度减小反应物的浓度V (逆逆) V (正正)平衡逆向移动。平衡逆向移动。条件改变条件改变Q变化变化Q与与K关系关系平衡移动方向平衡移动方向C反反增大增大C生生减小减小Q减小减小C生生增大增大C反反减小减小Q增大增大向向逆逆反应方向移动反应方向移动Q KQ K向向正正反应方向移动反应方向移动2.浓度商浓度商Q判断判断平衡移动方向平衡移动方向【例例1 1】在密闭容器中发生如下反应在密闭容器中发生如下反应: CaCO3 CaO+CO2。达到平衡时：。达到平衡时： A、为什么在密闭容器中该反应才是可逆为什么在密闭容器中该反应才是可逆反应？反应？B、加入加入CaCO3平衡如何移动？平衡如何移动？C、体积不变，充入体积不变，充入CO2平衡怎么移动？平衡怎么移动？固体和纯液体固体和纯液体的浓度是个常数，的浓度是个常数，增加固体增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以化学或纯液体的量，由于浓度不变，所以化学平衡不移动。平衡不移动。3.浓度变化平衡发生移动的应用浓度变化平衡发生移动的应用 A、加入氢氧化钠平衡如何移动？加入氢氧化钠平衡如何移动？ B、加入加入NaHCO3 固体，固体，HClO变化？变化？C、加入浓加入浓HCl平衡如何移动？平衡如何移动？D、为什么为什么Cl2用排饱和食盐水法收集？用排饱和食盐水法收集？E、加加H2O ，HClO变化？变化？ F、久置氯水的成分是什么？为什么？久置氯水的成分是什么？为什么？【例例3】反应】反应 Cl2+H2O HCl+HClO。二、压强变化对化学平衡的影响二、压强变化对化学平衡的影响2.本质原因本质原因:其他条件不变时，压强增大，其他条件不变时，压强增大，正、逆都提高，但气体体积之和大正、逆都提高，但气体体积之和大的反应速率增大的幅度更大。的反应速率增大的幅度更大。1.1.结论：结论：加压向气体分子数减小的方向移动加压向气体分子数减小的方向移动；减压向气体分子数增多的方向移动减压向气体分子数增多的方向移动；气体分子数不变的反应改变压强平衡气体分子数不变的反应改变压强平衡不移动。不移动。N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) (g) 2NH2NH3 3(g)(g) 一定一定 T N2 (g)+3H2(g) 2NH3 (g) 平衡浓度：平衡浓度： a b c加压一倍：加压一倍： 2a 2b 2c 减压一半：减压一半： 1/2a 1/2b 1/2cK(平平)= Q(加压加压)= Q(减压减压)=比较比较K(平平)、Q(加压加压) Q(减压减压)的大小？的大小？H2(g)+I2(g) 2HI(g) 一定一定 T H2 (g) +I2 (g) 2HI (g)平衡浓度：平衡浓度： a b c加压一倍：加压一倍： 2a 2b 2c 减压一半：减压一半： 1/2a 1/2b 1/2cK(K(平平)=Q()=Q(加压加压)=Q()=Q(减压减压) ) 平衡不移动。平衡不移动。【例例1】 H2(g)+I2(g) 2HI(g)反应中达反应中达平衡时，加压后下列说法正确的是平衡时，加压后下列说法正确的是 ( )A、平衡不移动、平衡不移动 B、H2的物质的量增大的物质的量增大C、 H2增大增大 D、加压后再达平衡的速率比原来要快、加压后再达平衡的速率比原来要快E、H2%增大增大 【例例2】在一密闭容器中充入在一密闭容器中充入1 molNO2，建立平衡建立平衡:2NO2 N2O4测得测得NO2转化率为转化率为a%。在其它条件不变时。在其它条件不变时,再充入再充入1 molNO2 ,待新平衡建立时待新平衡建立时,又测又测NO2的转化率为的转化率为b%,问问 a、b值的大小关系。值的大小关系。ba【例例3】在相同的在相同的A、B密闭容器中分别充密闭容器中分别充入入2molSO2和和1molO2,在一定温度下反应，在一定温度下反应，并达新平衡：并达新平衡：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。若若A容器保持容器保持体积不变体积不变，B容器保持容器保持压强不压强不变变。当。当A中中SO2的转化率为的转化率为25%时，时，B中中SO2的转化率为：的转化率为：A、25% B、大于、大于25% C、小于、小于25% D、无法判断、无法判断【例例4】已知已知N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)在在一密闭容器中反应达平衡后。一密闭容器中反应达平衡后。体积不变，充入一定量的稀有气体平衡体积不变，充入一定量的稀有气体平衡是否移动？是否移动？压强不变，充入一定量的稀有气体平衡压强不变，充入一定量的稀有气体平衡是否移动？是否移动？【例例5】在容积相同的两密闭容器在容积相同的两密闭容器A和和B中，中，保持温度为保持温度为200，同时向，同时向A、B中分别加中分别加入入amol和和bmol HI(ab)，待反应，待反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡后，下列说达到平衡后，下列说法正确的是法正确的是 （ ）A. 两容器达到平衡两容器达到平衡,所需要时间所需要时间:t(A)t(B);B. 平衡时，平衡时，A、B容器内气体颜色一样深浅容器内气体颜色一样深浅;C. 平衡时，平衡时，I2蒸气在混合气体中的百分含量：蒸气在混合气体中的百分含量：AB；D. HI的平衡分解率：的平衡分解率：(A)=(B)。1.结论：在其他条件不变的情况下，结论：在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，降低温度，化学平衡向放向移动，降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。热反应方向移动。2.本质原因：本质原因： 升高温度，吸热反应方向的速率增升高温度，吸热反应方向的速率增大的幅度更大。大的幅度更大。 降低温度，吸热反应方向的速率降降低温度，吸热反应方向的速率降低的幅度更大。低的幅度更大。三、温度三、温度变化对化学平衡的影响变化对化学平衡的影响t0vV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (正正)V (逆逆)新平衡新平衡正反应正反应 H 00vtV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (正正)V (逆逆)新平衡新平衡正反应正反应 H 0升高温度：升高温度： V(正正)、 V(逆逆)均增大，均增大， 但但V(吸热吸热) V(放热放热)，向吸热反应方向移动。向吸热反应方向移动。温度变化影响化学平衡的本质原因温度变化影响化学平衡的本质原因正反应正反应 H 00vtV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (逆逆)V (正正)新平衡新平衡0vtV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (正正)V (逆逆)新平衡新平衡正反应正反应 H 0降低降低温度：温度： V(正正)、 V(逆逆)均减小，均减小， 但但V(放热放热) V(吸热吸热) ，向放热反应方向移动。向放热反应方向移动。3.温度对平衡常数的温度对平衡常数的影响影响放热反应：放热反应： 升温升温吸热方向吸热方向平衡逆移平衡逆移K值减小；值减小；降温降温放热方向放热方向平衡正移平衡正移K值增大。值增大。吸热反应：吸热反应： 升温升温吸热方向吸热方向平衡正移平衡正移K值增大；值增大；降温降温放热方向放热方向平衡逆移平衡逆移K值减小。值减小。【例例1】在密闭容器中进行下列反应：在密闭容器中进行下列反应： M (g) N (g) R (g) 2L。此反应此反应符合下面图像，下列叙述是正确符合下面图像，下列叙述是正确 （ ）(A) 正反应吸热，正反应吸热，L是气体是气体 (B) 正反应吸热，正反应吸热，L是固体是固体 (C) 正反应放热，正反应放热，L是气体是气体 (D) 正反应放热，正反应放热，L是固体或液体是固体或液体 C【例例2】表示可逆反应表示可逆反应2A (g) +B(g) 2C(g) 。(正反应为放热反应正反应为放热反应)的正确图像为的正确图像为 （ ）的的质质量量分分数数C0时间时间100500(A)(B)V0温度温度V(逆逆)V(正正)V0压强压强(C)V(正正)V(逆逆)的的转转化化率率A0压强压强(D)500100AC四、催化剂对化学平衡的影响四、催化剂对化学平衡的影响0vV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡t新平衡新平衡同等程度的加快正、逆反应速率同等程度的加快正、逆反应速率(V正正=V逆逆)；对化学平衡无影响。对化学平衡无影响。 催化剂能缩短平衡到达的时间。催化剂能缩短平衡到达的时间。t1t2t产产物物含含量量使用催化剂使用催化剂使用催化剂使用催化剂【例例2】如图表示一定条件下可逆反应：如图表示一定条件下可逆反应：X (g) +Y (g) 2Z (g) +Q (S) 。若使。若使a曲线曲线变成变成b曲线，可采取的措施是曲线，可采取的措施是 （ ）A、加入催化剂、加入催化剂 B、增大、增大Y的浓度的浓度C、升高温度、升高温度 D、减小体系的压强、减小体系的压强E、增大体系的压强、增大体系的压强baX的的转转化化率率tA、E化学平衡移动原理（勒夏特列原理）化学平衡移动原理（勒夏特列原理） 改变影响化学平衡的一个因素，平改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能减弱这种改变的方向移动。衡将向能减弱这种改变的方向移动。“减弱减弱”的双重含的双重含义义定性角度：定性角度：平衡移动的方向为减弱外界平衡移动的方向为减弱外界改变的方向。改变的方向。定量角度：定量角度：移动的结果只是减弱了外界移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化量。的变化量。6、对于反应：、对于反应：2A+B 2C在反应过程中在反应过程中C的的百分含量随温度变化如右图所示，则：百分含量随温度变化如右图所示，则：T0对应的对应的V正正与与V逆逆的关系是的关系是_.正反应为正反应为_热反应热反应.A、B两点正反应速率的大小关系两点正反应速率的大小关系 是是_.温度温度TT0时，时，C%逐渐增大的原因逐渐增大的原因 是是_.C%C%T0T T0BACT T 5、可逆反应：、可逆反应： mA(S) +nB(g) pC(g)；H0在一定温度的密闭容器中进行，在一定温度的密闭容器中进行，B的的体积分数体积分数(VB%)与压强关系如图所示。与压强关系如图所示。下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ）（A） m + n p（C） n ( (逆逆) )C D【探究探究】建立等效平衡状态的途径建立等效平衡状态的途径 恒温恒容过程恒温恒容过程:2SO2+O2 2SO3。2mol SO2 1mol O2开始开始2mol SO3开始开始SO2 a% O2 b% SO3 c%平衡状态平衡状态 1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3这种这种各组分各组分的含量的含量相同相同的平衡状态的平衡状态叫等效平衡。叫等效平衡。【例【例1 1】在一定的温度下，把在一定的温度下，把2molSO2和和3molO2通入一定容积的密闭容器里，发生通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应：如下反应：2SO2 +O2 2SO3。若该容。若该容器维持恒温器维持恒温恒容恒容，用，用a、b、c分别代表初分别代表初始加入的始加入的SO2、O2、和、和SO3的物质的量，的物质的量，达到平衡时反应混合物中三种气体的达到平衡时反应混合物中三种气体的物质物质的量浓度的量浓度仍跟上述平衡时相同。则：仍跟上述平衡时相同。则： 若若a=0，则，则b= ， c= ， a、b、c 取值必须满足一般的条件取值必须满足一般的条件 ： ， 。2.25 1.5 a+c=2 b+c/2=3【例【例2 2】一定温度下，一定容积的密闭容一定温度下，一定容积的密闭容器里，加入器里，加入2molSO2和和3molO2，发生如下，发生如下反应：反应：2SO2 +O2 2SO3，达到平衡时，达到平衡时SO3为为xmol。若该容器维持恒温。若该容器维持恒温恒压恒压，用，用a、b、c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物质的量，达到平衡时反应混合物中三的物质的量，达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时相同。种气体的百分含量仍跟上述平衡时相同。aa、b b、c c 满足的关系满足的关系 。平衡时平衡时SOSO3 3的物质的量为的物质的量为 。(a+c) /(b+c/2) =2/3(a+c)x/2mol【例【例3 3】一定温度下，一定容积的密闭容一定温度下，一定容积的密闭容器里，加入器里，加入1mol H2和和2mol I2，发生如下，发生如下反应：反应：H2 +I2 2HI，达到平衡时，达到平衡时HI为为体积分数为体积分数为。用。用a、b、c分别代表初始加分别代表初始加入的入的H2、I2和和HI的物质的量，达到平衡时的物质的量，达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时相同。下列情况下述平衡时相同。下列情况下a a、b b、c c 满足满足的关系的关系及及HI的浓度变化的浓度变化 若该容器维持恒温若该容器维持恒温恒容恒容?若该容器维持恒温若该容器维持恒温恒压恒压?4、如图曲线是在其他条件一定时，反应：、如图曲线是在其他条件一定时，反应：2NO2 N2O4 ； H ( (逆逆) )的点是（的点是（ ） (A) A 或或 E(B)C(C) B(D) DB2、下图表示可逆反应：、下图表示可逆反应：A(g) + B(g) C(g)，当增大压强时，当增大压强时，平衡由平衡由a点移动到点移动到b点，正确的曲线是（点，正确的曲线是（ ）。）。BD3、对于可逆反应、对于可逆反应 ：A(g) + 2B(g) 2C(g)；H0，下列图像，下列图像中下列的是（中下列的是（ ）。）。课堂练习：课堂练习：课堂练习：课堂练习：1 1、反应、反应、反应、反应 X(g) +Y(g) 2Z(g) ( X(g) +Y(g) 2Z(g) (正反应放热正反应放热正反应放热正反应放热) )，从正，从正，从正，从正反应开始经反应开始经反应开始经反应开始经t t1 1时间达到平衡状态，在时间达到平衡状态，在时间达到平衡状态，在时间达到平衡状态，在t t2 2末由于条件末由于条件末由于条件末由于条件变化，平衡受到破坏，在变化，平衡受到破坏，在变化，平衡受到破坏，在变化，平衡受到破坏，在t t3 3时达到新的平衡，下图时达到新的平衡，下图时达到新的平衡，下图时达到新的平衡，下图表示上述反应过程中表示上述反应过程中表示上述反应过程中表示上述反应过程中物质的浓度与反应时物质的浓度与反应时物质的浓度与反应时物质的浓度与反应时间的变化关系，试问间的变化关系，试问间的变化关系，试问间的变化关系，试问图中的曲线变化是由图中的曲线变化是由图中的曲线变化是由图中的曲线变化是由哪种条件的改变引起哪种条件的改变引起哪种条件的改变引起哪种条件的改变引起的？的？的？的？ （ ）A、增大、增大X或或Y的浓度的浓度B、增大压强、增大压强C、增大、增大Z浓度浓度D、降低温度、降低温度D三、化学平衡移动原理应用三、化学平衡移动原理应用 合成氨条件的选择合成氨条件的选择问题问题1：合成氨反应有什么特点？合成氨反应有什么特点？N2+3H2 2NH3 H92.4kJmol1特点：特点： a、可逆反应、可逆反应 b、正反应放热、正反应放热 c、正反应是气体分子数目减小的反应。、正反应是气体分子数目减小的反应。问题问题2：请同学们分析工业生产主要要考请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？虑哪些问题？主要：主要：经济效益与社会效益经济效益与社会效益基本要求：基本要求： a.反应快反应快(反应速率问题反应速率问题) b.原料利用率高原料利用率高(平衡问题平衡问题) c.单位时间内产量高单位时间内产量高(速率快、平衡右移速率快、平衡右移)问题问题3：分别从化学反应速率和化学平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。衡两个角度分析合成氨的合适条件。高高 温温高高 压压使使 用用高高 压压低低 温温无影响无影响问题问题4：工业上合成氨的条件到底怎样？工业上合成氨的条件到底怎样？使用催化剂：使用催化剂：可以大大可以大大加快化学反应速率；加快化学反应速率；选择合适的温度：选择合适的温度：500左右，该温度是为左右，该温度是为合成氨催化剂的活性温度合成氨催化剂的活性温度(速率问题速率问题)；选择合适的压强选择合适的压强: 2.01075.0107Pa，该压，该压强下进行生产，对动力、材料、设备等正合适。强下进行生产，对动力、材料、设备等正合适。 （浓度大速率快、平衡右移浓度大速率快、平衡右移)。 将氨气及时分离出来将氨气及时分离出来(平衡右移、增大反平衡右移、增大反应放浓度速率加快应放浓度速率加快)。 原料循环使用原料循环使用。下列现象可利用勒夏特列原理解释的有：下列现象可利用勒夏特列原理解释的有：1.CO2难溶于饱和的难溶于饱和的NaHCO3溶液溶液2.由由H2、I2(g)、 HI组成的平衡体系，加组成的平衡体系，加压后颜色加深压后颜色加深3.由由H2、I2(g)、 HI组成的平衡体系，加组成的平衡体系，加热后颜色加深（体积不变）热后颜色加深（体积不变）4.加压可使加压可使CO2在水中溶解度增大在水中溶解度增大5.密闭、低温是保存氨水的必要条件密闭、低温是保存氨水的必要条件【例例2】在已经处于化学平衡的体系中，在已经处于化学平衡的体系中，如果下列量发生变化一定能表明平衡发生如果下列量发生变化一定能表明平衡发生移动是移动是 （ ）A、反应混合物的浓度、反应混合物的浓度 B、正、逆反应速率、正、逆反应速率 C、反应混合物的压强、反应混合物的压强 D、各组分所占的百分含量、各组分所占的百分含量E、反应物的转化率、反应物的转化率速率改变，平衡不一定移动，速率改变，平衡不一定移动，只有改变只有改变V正正V逆逆后才会移动。后才会移动。