化学平衡移动2、3节.ppt

第三节第三节 化学平衡化学平衡影响化学平衡条件及勒夏特列原理影响化学平衡条件及勒夏特列原理 教学目标教学目标1、了解化学平衡移动的概念、了解化学平衡移动的概念2、理解温度、压强、浓度对化学平衡移动的、理解温度、压强、浓度对化学平衡移动的 影响。影响。3、掌握勒夏特列原理，初步学会运用该原理解释、掌握勒夏特列原理，初步学会运用该原理解释工业生产中常见的问题。工业生产中常见的问题。教学重难点教学重难点化学平衡状态及其判断化学平衡状态及其判断 知识回顾知识回顾化学平衡状态化学平衡状态1、定义：在、定义：在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应里，里，正反应和逆反正反应和逆反应的速率应的速率相等相等，反应混合物中各组分浓度保持，反应混合物中各组分浓度保持不变不变的的状态叫化学平衡状态。状态叫化学平衡状态。2、特征、特征:逆、动、逆、动、等、等、定、定、变变在在t2时，改变条件，增加时，改变条件，增加反应物的浓度，反应物的浓度，V正正、V逆逆将如何变化？是否还处于将如何变化？是否还处于平衡状态？平衡状态？V正正=V逆逆平衡状态平衡状态V逆逆V正正t1t一定条件下一定条件下t20V正正=V逆逆平衡状态平衡状态V逆逆V正正t1t一定条件下一定条件下t20V正正=V逆逆平衡状态平衡状态V逆逆V正正t1t一定条件下一定条件下t20条件改变，平衡被条件改变，平衡被破坏，发生移动。破坏，发生移动。一定条件下一定条件下的平衡状态的平衡状态 (V正正=V逆逆)条件改变条件改变 (V正正V逆逆)新条件下的新条件下的平衡状态平衡状态 (V正正=V逆逆)化学平衡的移动化学平衡的移动化学平衡移动之后，各组分化学平衡移动之后，各组分浓度与原平衡中各组分浓度浓度与原平衡中各组分浓度相同吗？相同吗？新课：下面我们将学习化学平衡的移动及其影响因素。新课：下面我们将学习化学平衡的移动及其影响因素。一、化学平衡的移动一、化学平衡的移动 反应条件改变引起反应条件改变引起V正正 V逆逆（否则不移动）（否则不移动）速率、各组分百分含量与原平衡比较均速率、各组分百分含量与原平衡比较均发生变化发生变化化化学学平平衡衡移移动动 原因：原因：结果：结果：方向：方向：V正正V逆逆:V正正=V逆逆:V正正V逆逆:前提条件前提条件:已达平衡的可逆反应已达平衡的可逆反应向正反应方向移动向正反应方向移动原平衡不移动原平衡不移动平衡逆反应方向移动平衡逆反应方向移动1、定义：、定义：可逆反应中旧的化学平衡的破坏，新化学平可逆反应中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。衡的建立过程叫化学平衡的移动。二、影响化学平衡移动的因素极其规律二、影响化学平衡移动的因素极其规律浓度浓度压强压强温度温度催化剂催化剂2、平衡移动规律：、平衡移动规律：改变反应条件改变反应条件平衡移动方向平衡移动方向增大增大反应物浓度反应物浓度减小减小反应物浓度反应物浓度向向 减少减少 反应物的浓度方向移动反应物的浓度方向移动向向 增大增大 反应物的浓度方向移动反应物的浓度方向移动增增 大大 压压 强强减减 小小 压压 强强向气体体积向气体体积 缩小缩小 的方向移动的方向移动向气体体积向气体体积 增大增大 的方向移动的方向移动升升 高高 温温 度度降降 低低 温温 度度向向 吸热吸热 反应方向移动反应方向移动向向 放热放热 反应方向移动反应方向移动加加 催催 化化 剂剂平衡平衡 不不 移动移动1、影响因素：、影响因素：试归纳勒夏特列原理（平衡移动原理）？试归纳勒夏特列原理（平衡移动原理）？(链接链接)1、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响 实验实验26 操作操作A：5mL0.01mol/LFeCl3 溶液溶液+5mL0.01mol/LKSCN溶液溶液现象：现象：原理：原理：FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl浅浅黄色黄色红色红色立即生成立即生成红色红色溶液溶液操作操作B：将：将A所得红色溶液平均分成三份，在第一份中加所得红色溶液平均分成三份，在第一份中加入少量饱和入少量饱和FeCl3 溶液，第二份中加入少量溶液，第二份中加入少量1mol/LKSCN溶液，第三份作对比溶液，第三份作对比结论结论:说明增加说明增加任一反应物的浓度任一反应物的浓度均使平衡向均使平衡向_(_(正正,逆逆)反应方向移动。反应方向移动。现象：滴加现象：滴加FeClFeCl3 3溶液或溶液或KSCNKSCN溶液后，试管中溶液溶液后，试管中溶液的颜色的颜色_._.加深加深正正操作操作C:再向试管中各滴加再向试管中各滴加0.01mol/LNaOH溶液溶液35滴滴现象现象 两支试管的溶液颜色均变浅。两支试管的溶液颜色均变浅。结论结论:说明减小说明减小反应物的浓度反应物的浓度均使平衡向均使平衡向_(_(正正,逆逆)反应方向移动。反应方向移动。逆逆推理推理(其它条件不变）其它条件不变）条件改变条件改变平衡移动方向平衡移动方向C反反增大增大向正向正反应方向移动反应方向移动C生生增大增大C反反减小减小向逆反应方向移动向逆反应方向移动C生生减小减小向正反应方向移动向正反应方向移动向逆反应方向移动向逆反应方向移动在达到平衡的可逆反应里，其他在达到平衡的可逆反应里，其他条件不变时，条件不变时，增大反增大反应物浓度或应物浓度或减小生减小生成物的浓度平衡会向成物的浓度平衡会向正正反反应方向移动；应方向移动；减小反减小反应物浓度或应物浓度或增大生增大生成物的浓度平衡会向成物的浓度平衡会向逆逆反反应方向移动。应方向移动。结论结论:(浓度对化学平衡移动的的影响浓度对化学平衡移动的的影响)增大成本较低的反应物的浓度，提高增大成本较低的反应物的浓度，提高成本较高的原料的转化率。成本较高的原料的转化率。意义：意义：0t1t2V正正V逆逆V正正=V逆逆t3V正正=V逆逆V正正V逆逆增大反应物的浓度对平衡的影响增大反应物的浓度对平衡的影响减小生成物的浓度对平衡的影响减小生成物的浓度对平衡的影响增大生成物的浓度对平衡的影响增大生成物的浓度对平衡的影响减小反应物的浓度对平衡的影响减小反应物的浓度对平衡的影响V正正=V逆逆V正正V逆逆V正正V逆逆V逆逆V正正=V逆逆V正正=V逆逆V正正0t1t2V正正V逆逆V正正=V逆逆t30t1t2V正正V逆逆V正正=V逆逆t30t1t2V正正V逆逆V正正=V逆逆t31、浓度对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响 用用V-t图像分析图像分析练习练习1 在有在有AgCl沉淀的的沉淀的的AgCl饱和溶液中，达到如饱和溶液中，达到如下平衡：下平衡：AgCl Ag+Cl-，在下列条件下，在下列条件下，AgCl沉淀的量将如何变化沉淀的量将如何变化(用增多、减少、不变回答用增多、减少、不变回答)？(1)加入加入KCl固体，固体，AgCl沉淀将沉淀将_；(2)加入加入AgNO3溶液，溶液，AgCl沉淀将沉淀将_。增多增多增多增多返回返回2、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响 N2(气气)+3H2(气气)2NH3(气气)1体积体积 3体积体积 2体积体积气体体积缩气体体积缩小的反应小的反应气体体积增气体体积增大的反应大的反应4500C时时N2与与H2反应合成反应合成NH3的的数据数据压强压强(Mpa)15103060100NH3(%)2.09.216.435.553.669.4减小减小向向气体体积缩小的方向移动气体体积缩小的方向移动增大增大分析：分析：条件改变条件改变氨的氨的含量含量平衡移动方向平衡移动方向P增大增大P减小减小向向气体体积增大的方向移动气体体积增大的方向移动2、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响结论结论在其它条件不变的情况下：在其它条件不变的情况下：A：增大增大压强，化学平衡向着压强，化学平衡向着气体体积缩小气体体积缩小的方向移动的方向移动B：减小减小压强，化学平衡向着压强，化学平衡向着气体体积增大气体体积增大的方向移动的方向移动 思考思考 对于下列可逆反应对于下列可逆反应:2A(2A(气气)B(B(气气)2C()2C(气气)D(D(固固)增大压强增大压强,V(,V(正正)_V()_V(逆逆),),化学平衡将向化学平衡将向_反应方向移动反应方向移动;降低压强降低压强,V(,V(正正)_V()_V(逆逆),),化学平衡将向化学平衡将向_反应方向移动反应方向移动;压强增大，正、逆都提高，但气体体积之和压强增大，正、逆都提高，但气体体积之和_(_(大大,小小)的反应速率增大的幅度更大。的反应速率增大的幅度更大。正正逆逆大大2、压强对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响 用用V-t图像分析图像分析V正正=V逆逆V正正V逆逆加压对化学平衡的影响加压对化学平衡的影响V正正=V逆逆V逆逆V正正减压对化学平衡的影响减压对化学平衡的影响V正正=V逆逆t1t2t30V正正V逆逆2A(气气)B(气气)2C(气气)D(固固)V正正V逆逆0t1t2t3 其他条件不变时，压强增大，其他条件不变时，压强增大，正正、逆都提高，但逆都提高，但气体体积之和大的反应速率增大的幅度更大。气体体积之和大的反应速率增大的幅度更大。思考思考 对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡有无影响？强对平衡有无影响？对于平衡混合物都是固体或液体的对于平衡混合物都是固体或液体的,改变压强对平衡有改变压强对平衡有无影响？无影响？A(气气)B(气气)2C(气气)D(固固)例如平衡：例如平衡：改变压强平衡不移动！改变压强平衡不移动！FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl 例如平衡：例如平衡：例：对如下平衡例：对如下平衡 A(气气)B(气气)2C(气气)D(固固)V正正=V逆逆加压对化学平衡的影响加压对化学平衡的影响V正=V逆减压对化学平衡的影响减压对化学平衡的影响注意注意 对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响；强对平衡无影响；平衡混合物都是固体或液体的平衡混合物都是固体或液体的,也无影响也无影响.2、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响 用用V-t图像分析图像分析V正正V逆逆0t1t2t3V正正V逆逆0t1t2t3 练习练习2 2 分析下列两个可逆反应达到平衡后，当分析下列两个可逆反应达到平衡后，当改变压强平衡是否移动？怎样移动？改变压强平衡是否移动？怎样移动？H H2 2+I+I2(2(气气)2HI 2HI（气）（气）COCO2 2+C+C(固固)2CO 2CO反应反应增大压强增大压强减小压强减小压强不不移动移动不不移动移动向逆向逆反应方向移动反应方向移动向向正反应方向移动正反应方向移动练习练习3 已知化学反应已知化学反应2A(?)+B(g)2C(?)达达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则动，则 ()A A是气体，是气体，C是固体是固体B A、C均为气体均为气体C A、C均为固体均为固体D A是固体，是固体，C是气体是气体D说明逆反应是气体说明逆反应是气体体积减小的反应。体积减小的反应。返回返回3、温度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响演示实验演示实验 温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响 2NO 2NO2 2 N N2 2O O4 4红棕色红棕色无色无色(吸热反应吸热反应)(放热反应放热反应)操作操作条件条件改变改变现象现象平衡移动方平衡移动方向向结论结论（其它条件不变时）其它条件不变时）放入放入热水热水放入放入冷水冷水颜色变深颜色变深颜色变浅颜色变浅向吸热方向向吸热方向移动移动向向放热方向放热方向移动移动TTT向向吸热吸热反应方向移动反应方向移动T向向放热放热反应方向移动反应方向移动结论结论在其它条件不变的情况下：在其它条件不变的情况下：A：温度温度升高升高，会使化学平衡向着，会使化学平衡向着吸热吸热反应反应的方向移动；的方向移动；B：温度温度降低降低，会使化学平衡向着，会使化学平衡向着放热放热反应反应的方向移动。的方向移动。3、温度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响升高温度，升高温度，吸热反应方向吸热反应方向的速率的速率增大增大的的幅度更大。幅度更大。降低温度，降低温度，吸热反应方向吸热反应方向的速率的速率降低降低的的幅度更大。幅度更大。这说明：这说明：V正正=V逆逆V正正V逆逆V正正=V逆逆t30t1t2V正正V逆逆V正正=V逆逆V正正V逆逆V正正=V逆逆V正正V逆逆0t1t2t3降温对化学平衡的影响降温对化学平衡的影响升温对化学平衡的影响升温对化学平衡的影响2A(气气)B(气气)2C(气气)；H0升高温度，升高温度，吸热反应方向吸热反应方向的速率的速率增大增大的的幅度更大。幅度更大。降低温度，降低温度，吸热反应方向吸热反应方向的速率的速率降低降低的的幅度更大幅度更大。3、温度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响 V-t图像图像强调强调化学反应均伴随着能量变化化学反应均伴随着能量变化,所以所以,对于已对于已达平衡的可逆反应达平衡的可逆反应,改变温度改变温度,平衡必定发生移动平衡必定发生移动.练习练习4氙气和氟气按一定比例混合，在一定条件下可氙气和氟气按一定比例混合，在一定条件下可直接反应并达到如下平衡：直接反应并达到如下平衡：X（）（）2F2（g）XF4（g）；H=218KJ，下列变化既能加快该反应速率，又能使平衡向正反应下列变化既能加快该反应速率，又能使平衡向正反应方向移动的是（方向移动的是（）A、适当降温适当降温 B、升温升温C、减压减压D、加压、加压D返回返回 催化剂催化剂对化学平衡移动对化学平衡移动无影响无影响，但可加快反应速率但可加快反应速率缩缩短反应达到平衡所需要的时间短反应达到平衡所需要的时间,提高单位时间内的产量。提高单位时间内的产量。t1t2t产产物物含含量量使用催化剂使用催化剂催化剂催化剂:思考思考 使用正催化剂对化学平衡移动有无影响？为什使用正催化剂对化学平衡移动有无影响？为什么？在化学反应当中为什么还常常使用催化剂？么？在化学反应当中为什么还常常使用催化剂？返回返回四、四、勒夏特列原理勒夏特列原理平衡移动原理平衡移动原理 如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够温度、或压强等），平衡就向能够减弱减弱这种这种改改变变的方向移动。的方向移动。注意：注意：是是“减弱减弱”这种改变，这种改变，不是不是“消除消除”这种改变这种改变只有只有单个条件改变单个条件改变，才能应用（多个条件改变就要，才能应用（多个条件改变就要具体问题具体分析）具体问题具体分析）勒沙特列原理适用于任何勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系动态平衡体系（如：溶解（如：溶解平衡、电离平衡等），平衡、电离平衡等），未平衡状态未平衡状态不能用此来分析。不能用此来分析。练习练习4 在一封闭的注射器中收集有一定量的在一封闭的注射器中收集有一定量的NO2气气体，一定温度下，体，一定温度下，红棕色红棕色的的NO2和和无色无色的的N2O4之间存之间存在如下平衡：在如下平衡：2NO2（g）N2O4（g），试回），试回答下列问题。答下列问题。1、向里用力推注射器，可以观察到的现象是：气体颜色、向里用力推注射器，可以观察到的现象是：气体颜色_;上述平衡向上述平衡向_(正正,逆逆)反应方向移反应方向移动。达平衡后动。达平衡后,气体颜色比先前更气体颜色比先前更_(深深,浅浅)一点。一点。2、向外用力拉注射器，可以观察到的现象是：气体颜色、向外用力拉注射器，可以观察到的现象是：气体颜色_;上述平衡向上述平衡向_(正正,逆逆)反应方向移反应方向移动。达平衡后动。达平衡后,气体颜色比先前更气体颜色比先前更_(深深,浅浅)一点。一点。颜色先变深后逐渐变浅颜色先变深后逐渐变浅颜色先变浅后逐渐变深颜色先变浅后逐渐变深正正深深逆逆浅浅强调强调 平衡移动平衡移动只能是只能是“减弱减弱”这这种改变，不是种改变，不是“消消除除”这种改变。这种改变。练习练习5 5 化学反应：化学反应：2A+B 2C2A+B 2C，达到化学平，达到化学平衡后，升高温度时，衡后，升高温度时，C C 的量增加，此反应（的量增加，此反应（）A.A.是放热反应是放热反应 B.B.没有显著的热量变化没有显著的热量变化 C.C.是吸热反应是吸热反应 D.D.原化学平衡没有发生移动原化学平衡没有发生移动C练习练习6 在高温下，反应在高温下，反应 2HBr(g)H2(g)+Br2(g)H0 达达到到平平衡衡，要要 使使 混混 气气 颜颜 色色 加加 深深，可可 采采 取取 的的 方方 法法 是是（）A减压减压 B加压（缩小体积）加压（缩小体积）C升温升温 D增大增大H2浓度浓度 BC加压，平衡虽不发生移动，但气体的浓度增大，颜加压，平衡虽不发生移动，但气体的浓度增大，颜色会变深。色会变深。练习练习7 7 一定条件下，二氧化氮和四氧化二氮一定条件下，二氧化氮和四氧化二氮之间存在下列平衡：之间存在下列平衡：2NO2NO2 2(g)N(g)N2 2O O4 4 HH0 0在测定在测定NONO2 2的相对分子质量时，下列条件中测定的相对分子质量时，下列条件中测定结果误差最小的是结果误差最小的是 ()()A A温度温度130130、压强、压强3.03103.03105 5PaPaB B温度温度25 25、压强、压强1.01101.01105 5PaPaC C温度温度130 130、压强、压强5.05105.05104 4PaPaD D温度温度0 0、压强、压强5.05105.05104 4papaC应在高温低压下应在高温低压下进行测定，使上进行测定，使上述平衡尽可能向述平衡尽可能向左移动。左移动。练练习习8 在在下下列列已已达达到到化化学学平平衡衡的的反反应应中中，当当升升温并同时降压时平衡必右移的是（温并同时降压时平衡必右移的是（）AA(g)+3B(g)2C(g)H0CA(s)+2B(g)C(g)H0DA(g)B(g)+C(g)HbAC请回答以下问题：请回答以下问题：(1)(1)为什么在生产上要用过量的空气为什么在生产上要用过量的空气?(2)(2)为什么要使用催化剂为什么要使用催化剂?(3)(3)为什么不采在高压下进行反应为什么不采在高压下进行反应?(4)(4)为什么不在更高的温度下进行反应为什么不在更高的温度下进行反应?理论与实践理论与实践在硫酸工业中有如下反应在硫酸工业中有如下反应(常压下进行常压下进行)：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)；H0 ，在常压下，上述反应中在常压下，上述反应中SO2的转化率超过的转化率超过90%。4500C-5000CV2O5(1)增大成本较低的反应物增大成本较低的反应物(O2)的浓度，有利于提高成本的浓度，有利于提高成本较高的原料较高的原料(SO2)的转化率。的转化率。(3)在常压下在常压下,SO2的转化率已经很高的转化率已经很高,且加压会增加成本且加压会增加成本,故加压已无实际意义故加压已无实际意义.(2)使用催化剂虽不能使平衡发生移动使用催化剂虽不能使平衡发生移动,但可以加快反应的但可以加快反应的速率速率,提高单位时间内提高单位时间内SO3的产量的产量.(4)催化剂在上述温度下的活性最大催化剂在上述温度下的活性最大;采用更高的温度采用更高的温度,会会降低催化剂的活性降低催化剂的活性,且不利于且不利于SO2转化成转化成SO3 .讨论讨论 在一固定容积在一固定容积1L的密闭容器中的密闭容器中,充入充入1mol A和和3mol B,发生如下可逆反应发生如下可逆反应:A(g)+3B(g)2C(g);H0 ;当上述反应当上述反应达到平衡后，再充入达到平衡后，再充入1mol A,化学平衡将向化学平衡将向_反应反应方向移动，当反应再次达到新的平衡时，和原平衡相方向移动，当反应再次达到新的平衡时，和原平衡相比较，比较，A物质的转化率物质的转化率_(增大增大,减小减小,不变不变)，B物物质的转化率质的转化率_(增大增大,减小减小,不变不变)。为什么。为什么?正正减小减小增大增大增大一种反应物的浓度，可以增大另外一种反应物增大一种反应物的浓度，可以增大另外一种反应物的转化率，但这种反应物的转化率却降低了。的转化率，但这种反应物的转化率却降低了。小结小结 这两节课我们学习了化学平衡移动这两节课我们学习了化学平衡移动的概念的概念,影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素-浓度、浓度、压强、温度，及这些因素对化学平衡移动压强、温度，及这些因素对化学平衡移动的影响。这些因素对化学平衡移动的影响的影响。这些因素对化学平衡移动的影响可归纳成化学平衡移动原理（即勒夏特列可归纳成化学平衡移动原理（即勒夏特列原理）原理）-如果改变影响平衡的一个条如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够件，平衡就向能够减弱减弱这种这种改变改变的方向移的方向移动。动。