化学选修四--化学平衡的移动

2021/8/61（复习回忆）化学平衡状态的特征（复习回忆）化学平衡状态的特征(1)(1)逆：逆：可逆反应可逆反应 (2)(2)动：动：动态平衡动态平衡(3)(3)等：等：正反应速率正反应速率= =逆反应速率逆反应速率(4)(4)定：定：反应混合物中各组分的浓度保持反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量一定。不变，各组分的含量一定。(5)(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新 的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。可见，可见，化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当外外界条件改变，旧的界条件改变，旧的化学平衡将被破坏，并建立起新的化学平衡将被破坏，并建立起新的平衡状态。平衡状态。2021/8/62 2021/8/63一、化学平衡一、化学平衡的的移动移动 改变外界条件，改变外界条件，破坏原有破坏原有的的平衡平衡状态，状态，建建 立立起起新的平衡新的平衡状态的过程。状态的过程。外界条件发生变化。外界条件发生变化。原平衡原平衡条件改变条件改变v正正v逆逆一段时间后一段时间后新平衡新平衡3、移动的方向：由、移动的方向：由v正正和和v逆逆的相对大小决定。的相对大小决定。若若V正正V逆逆 ， 平衡向平衡向正正反应方向移动。反应方向移动。若若V正正V逆逆 ， 平衡不移动。平衡不移动。若若V正正V逆逆 ， 平衡向平衡向逆逆反应方向移动。反应方向移动。1、概念：、概念：2、移动的原因：、移动的原因：平衡移动的平衡移动的本质原因本质原因: : v正正 v逆逆2021/8/64二、影响化学平衡移动的因素二、影响化学平衡移动的因素 Cr2O72H2O 2CrO422H 橙色橙色 黄色黄色实验现象实验现象实验结论实验结论实验实验1 1实验实验2 2溶液由溶液由_向向_转变转变溶液由溶液由_向向_转变转变平衡向平衡向_方向移动方向移动1 1、浓度浓度的变化对化学平衡的影响的变化对化学平衡的影响橙色橙色黄色黄色黄色黄色橙色橙色正反应正反应平衡向平衡向_方向移动方向移动逆反应逆反应（铬酸根）（铬酸根）（重铬酸根）（重铬酸根）2021/8/65图像分析图像分析: :2021/8/660vtV(正正)V(逆逆)V(正正)= V(逆逆)V (逆逆)V (正正)V (正正)= V (逆逆)增大生成物增大生成物的浓度的浓度0vtV(正正)V(逆逆)V(正正)= V(逆逆)V (正正)V (逆逆)V (正正)= V (逆逆)减小生成物减小生成物的浓度的浓度平衡平衡正正向移动向移动平衡平衡逆逆向移动向移动速率速率- -时间关系图：时间关系图：2021/8/67减小生成物减小生成物的浓度的浓度平衡平衡正向正向移动移动增加生成物增加生成物的浓度的浓度平衡平衡逆向逆向移动移动思考思考: :增大反应物增大反应物的浓度或的浓度或减小反应物减小反应物的浓度呢的浓度呢? ?增大反应物的浓度增大反应物的浓度平衡平衡正向正向移动移动减小反应物的浓度减小反应物的浓度平衡平衡逆向逆向移动移动速率速率- -时间关系图如何？时间关系图如何？2021/8/68注意：注意：增加增加固体或纯液体固体或纯液体的量，由于浓度不变，的量，由于浓度不变，正正 逆反应速率都不变逆反应速率都不变, ,所以化学所以化学平衡不移动平衡不移动。0vtV(正正)V(逆逆)V(正正)= V(逆逆)V (逆逆)V (正正)V (正正)= V (逆逆)减小减小反应物反应物的浓度的浓度0vtV(正正)V(逆逆)V(正正)= V(逆逆)V (正正)V (逆逆)V (正正)= V (逆逆)增大增大反应物反应物的浓度的浓度平衡平衡正正向移动向移动平衡平衡逆逆向移动向移动速率速率- -时间关系图：时间关系图：2021/8/69(3)应用应用：工业上常利用上面的原理：工业上常利用上面的原理：增大增大成本较成本较低低的的反应物反应物的浓度或及时的浓度或及时分离分离出出生成物生成物的方法，的方法，提高提高成成本较本较高高的的原料原料的的转化率转化率，以降低生产成本。以降低生产成本。思考：思考：1. 在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中，应该在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中，应该怎样通过改变哪种物质浓度的方法来提高该反应的程怎样通过改变哪种物质浓度的方法来提高该反应的程度？度？增加氧气的浓度增加氧气的浓度2. 可可逆反应逆反应H2O(g)C(s) CO(g)H2(g) 在一定条在一定条件下达平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移件下达平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？动？ 增大水蒸气浓度增大水蒸气浓度 加入更多的碳加入更多的碳 增加增加H2浓度浓度 2021/8/6102、对于化学平衡：、对于化学平衡：FeCl33KSCN Fe(SCN)33KCl的理解不正确的是的理解不正确的是_。军军军军2021/8/6113、在密闭容器中进行下列反应、在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s) 2CO(g) H0达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：平衡如何变化：（2）增加碳，平衡）增加碳，平衡 , c(CO) . （1）增加）增加CO2，平衡，平衡_，c(CO) _。正向移动正向移动增大增大不移动不移动不变不变（3）减少）减少CO，平衡，平衡 , c(CO) . c（CO2） .正向移动正向移动减少减少减少减少2021/8/6124、在、在1L密闭容器中，密闭容器中， 进行下列反应：进行下列反应： X（g）+ 3 Y（g） 2 Z（g）达到平衡后，其他条件不变，只增加达到平衡后，其他条件不变，只增加X的量，下列的量，下列叙述正确的是（叙述正确的是（ ）A）正反应速率增大，逆反应速率减小）正反应速率增大，逆反应速率减小B）X的转化率变大的转化率变大 C）Y的转化率变大的转化率变大D）正、逆反应速率都将减小）正、逆反应速率都将减小C2021/8/6132、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响讨论：压强的变化对化学反应速率如何影响？讨论：压强的变化对化学反应速率如何影响？v正正和和 v逆逆怎样变化？会同等程度的增大或减小吗？怎样变化？会同等程度的增大或减小吗？N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应中，压强变化和反应中，压强变化和NH3含量的关系含量的关系压强（压强（MPa)15103060100NH3 %2.09.216.435.553.669.4结论：压强增大，结论：压强增大， NH3增大，平衡向正反应方向移动。增大，平衡向正反应方向移动。即即压强增大，压强增大， v正和正和 v逆同时增大，但改变倍数不同；逆同时增大，但改变倍数不同；压强减小，压强减小，v正和正和 v逆同时减小，但改变倍数不同。逆同时减小，但改变倍数不同。2021/8/614（1 1) )前提条件：前提条件：（2 2) )结论：结论： 反应体系中有反应体系中有气体气体参加且反应参加且反应 。 压强压强对化学平衡的影响：对化学平衡的影响：增大增大压强，平衡向气体压强，平衡向气体体积缩小体积缩小的方向移动，的方向移动，减小减小压强，平衡向气体压强，平衡向气体体积增大体积增大的方向移动的方向移动（其它条件不变的情况下）（其它条件不变的情况下）2021/8/615可逆反应可逆反应平衡常平衡常数表达数表达式式改变压强对平衡的改变压强对平衡的影响影响增大增大压强压强 减小减小压强压强N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)23322()()()c NHKc N c H2()()c COKc CO2224()()cNOKc N O正向正向移动移动逆向逆向移动移动逆向逆向移动移动正向正向移动移动不移动不移动不移动不移动N2O4 2NO2提醒：提醒：若没有特殊说明，若没有特殊说明，压强的改变压强的改变就默认为就默认为改变容器容积改变容器容积的方的方 法来实现，如法来实现，如增大压强增大压强，就默认为，就默认为压缩气体体积压缩气体体积使压强增大。使压强增大。 注意：注意：只有只有压强的改变压强的改变导致了导致了浓度的改变浓度的改变时，才有可时，才有可 能使平衡发生移动能使平衡发生移动2、2021/8/616t0vV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (正正)V (逆逆)新平衡新平衡m+np+q0vtV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (正正)V (逆逆)新平衡新平衡m+np+q增大压强增大压强3 3) )速率速率- -时间关系图：时间关系图：mA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g) 2021/8/6170vtV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (正正)V (逆逆)新平衡新平衡减小压强减小压强m+np+q0vtV(正正)V(逆逆)原平衡原平衡V (逆逆)V (正正)新平衡新平衡m+np+qmA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g) 2021/8/618 在定温、在定温、容积可变容积可变的容器中充入的容器中充入1molN2 和和3molH2，发生反应发生反应N2+3H2 2NH3，当反应达到平衡后，当反应达到平衡后，下列措施将会对化学平衡产生什么影响？（填正向下列措施将会对化学平衡产生什么影响？（填正向移动或逆向移动或不移动）移动或逆向移动或不移动）正向移动正向移动逆向移动逆向移动不移动不移动（1）压缩压缩容器容器的容积的容积（2）定压定压向容器中充入向容器中充入氦氦气气（3）定容定容容器中充入容器中充入氦氦气气增大压强增大压强正向移动正向移动减小压强减小压强逆向移动逆向移动2021/8/619 充入充入”惰性气体惰性气体” a. 恒压恒压 当成当成“减压减压” b. 恒容恒容，速率不变，平衡，速率不变，平衡不移动不移动注意：注意：2021/8/620速率速率-时间关系图：时间关系图：V(molL-1S-1)T(s)0V正正= V逆逆V正正= V逆逆t2注意：注意： 例：例： I2 + H2 2HI增大体系的压强，增大体系的压强， 平衡不移动，平衡不移动，但浓度增大，颜色加深，速率加快！但浓度增大，颜色加深，速率加快！当当m+n=p+q时，压强改变，平衡时，压强改变，平衡不不移动移动2021/8/6212NO2(g) N2O4(g)H2(g)I2(g) 2HI(g)实例实例vt图像表示：图像表示：2021/8/6226、在密闭容器中进行下列反应、在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s) 2CO(g) H0达到平衡后，改变下列条件，则指定物质达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：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）减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡平衡 ; c(CO2) 。 （3）通入）通入N2，保持密闭容器，保持密闭容器体积和温度不变体积和温度不变，则平衡则平衡 ; c(CO2) 。 （4）通入）通入N2，保持密闭容器，保持密闭容器压强和温度不变压强和温度不变，则平衡则平衡 ; c(CO2) 。 逆向移动逆向移动增大增大不移动不移动不变不变正向移动正向移动减小减小练习练习2021/8/6231、 H2(g)+I2(g) 2HI(g)反应中达平反应中达平衡时，加压后下列说法正确的是衡时，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、C(H2)增大增大 D、H2%增大增大 AC2021/8/6242对已达化学平衡的下列反应对已达化学平衡的下列反应 2X(g)+Y(g) 2Z(g)减小压强时，对反应产生影响的是减小压强时，对反应产生影响的是 ( )A）逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反）逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动应方向移动B）逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反）逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动应方向移动C）正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动）正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动D）正、逆反应速率增大，平衡向正反应方向移动）正、逆反应速率增大，平衡向正反应方向移动C2021/8/6253.恒温下恒温下, 反应反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡达到平衡后后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时平衡时, X的物质的量浓度由的物质的量浓度由0.1mol/L增大增大到到0.19mol/L, 下列判断正确的是下列判断正确的是: A. ab+c B. ab+c C. ab+c D. ab=c A2021/8/6263 3、温度温度对化学平衡的影响对化学平衡的影响Co(H2O)624Cl CoCl42-+6H2OH0(粉红色粉红色) (蓝色蓝色)六水合钴离子六水合钴离子四氯合钴离子四氯合钴离子紫色紫色变为蓝色变为蓝色变为粉红色变为粉红色向向正正反应方向移动反应方向移动向向逆逆反应方向移动反应方向移动2021/8/627结论：结论：_温度，化学平衡向温度，化学平衡向_反应方向移动；反应方向移动；_温度，化学平衡向温度，化学平衡向_反应方向移动。反应方向移动。升高升高吸热吸热降低降低放热放热(在其他条件不变的情况下在其他条件不变的情况下)2NO2(气气) N2O4(气气) H=-56.9kJ/mol气体的颜色气体的颜色平衡移动的方向平衡移动的方向热水热水冷水冷水加深加深平衡逆向移动平衡逆向移动变浅变浅平衡正向移动平衡正向移动(红棕色红棕色)(无色无色)2021/8/628t0vV(正正)V(逆逆)V V( (正正) )= V= V( (逆逆) )V (吸吸)V (放放)V (正正)= V (逆逆)升高温度升高温度平衡往平衡往吸热吸热方向移动方向移动2021/8/6290vtV(正正)V(逆逆)V(正正)= V(逆逆)V (放放)V (吸吸)V (正正)= V (逆逆)平衡往平衡往放热放热方向移动方向移动降低温度降低温度2021/8/630.已知反应已知反应A2（g）+2B2（g） 2AB2（g）的）的H0，下列说法正确的（）下列说法正确的（） A升高温度，正向反应速率增加，逆向反应升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小速率减小B升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间到平衡的时间C达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动该反应平衡正向移动D达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动该反应平衡正向移动2021/8/631 、某一可逆反应，、某一可逆反应，AB C，在一定，在一定条件下达平衡，条件下达平衡，C的含量与时间，温度关系如的含量与时间，温度关系如图所示，则：图所示，则：(1)：T1T2(2)：正反应为热反应：正反应为热反应T1T2t1t2tC%放放2021/8/6324 、催化剂催化剂对化学平衡的影响对化学平衡的影响 使用催化剂使用催化剂V V正正、V V逆逆都增大，且增大的幅度相等都增大，且增大的幅度相等平衡不移动（平衡不移动（ 但到达平衡时间缩短）但到达平衡时间缩短）V正正速率速率时间时间V逆逆平衡平衡1 1平衡平衡2 2V正正 = V逆逆V正正=V逆逆2021/8/633影响化学平衡的条件影响化学平衡的条件小结：影响化学平衡的条件小结：影响化学平衡的条件化学平衡移动方向化学平衡移动方向催化剂催化剂加入催化剂，平衡不移动加入催化剂，平衡不移动浓度浓度增大增大反应物反应物浓度浓度减小减小反应物反应物浓度浓度增大增大生成物生成物浓度浓度减小减小生成物生成物浓度浓度向向正正反应方向移动反应方向移动向向逆逆反应方向移动反应方向移动向向逆逆反应方向移动反应方向移动向向正正反应方向移动反应方向移动压强压强增大增大体系压强体系压强向气体分子数向气体分子数减少减少的方向移动的方向移动减小减小体系压强体系压强向气体分子数向气体分子数增多增多的方向移动的方向移动温度温度升高升高温度温度向向吸热吸热反应方向移动反应方向移动降低降低温度温度向向放热放热反应方向移动反应方向移动2021/8/634三、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）三、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）改变影响改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能化学平衡的一个因素，平衡将向能减弱减弱这种改变的方向移动。这种改变的方向移动。移动的结果只是移动的结果只是减弱了外界条件的变化减弱了外界条件的变化， 而不能而不能完全抵消完全抵消外界条件的变化量。外界条件的变化量。2 2、理解（减弱）的含义、理解（减弱）的含义例如：例如：(1)若将体系温度从若将体系温度从50 升高到升高到80 ，则化学平衡向，则化学平衡向吸热反应方向移动，则吸热反应方向移动，则体系的温度降低体系的温度降低，达到新的平，达到新的平衡状态时衡状态时50 t80 。1、概念：、概念：2021/8/635(2)若对体系若对体系N2(g)3H2(g) 2NH3(g)加压，如加压，如从从30 MPa加压到加压到60 MPa，化学平衡向气体体积减小，化学平衡向气体体积减小的方向移动，移动的结果的方向移动，移动的结果使体系的压强减小使体系的压强减小，达到，达到新的平衡时新的平衡时 30 MPap60 MPa。(3)若增大平衡体系若增大平衡体系Fe33SCNFe(SCN)3中中Fe3的浓度，如由的浓度，如由0.01 molL1增至增至0.02 molL1，则在，则在新平衡状态下，新平衡状态下，0.01 molL1c(Fe3)0.02 molL1。注意：勒夏特列原理注意：勒夏特列原理只适用只适用于判断于判断“改变一个条件改变一个条件”时时平衡移动的方向。若同时平衡移动的方向。若同时改变改变影响平衡移动的影响平衡移动的几个条件几个条件，不能简单地根据平衡移动原理来判断平衡移动的方向，不能简单地根据平衡移动原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时方向影响一致时，才能才能根据平衡移动原理根据平衡移动原理进行判断进行判断2021/8/636措施措施原因原因加入过量的加入过量的N2促进平衡促进平衡 ，提高，提高 的转的转化率化率采用适当的催化剂采用适当的催化剂 反应速率反应速率采用高压采用高压有利于平衡向有利于平衡向 移动移动采用较高温采用较高温 同时提高催化剂的活同时提高催化剂的活性性将氨液化并及时分离将氨液化并及时分离有利于平衡向有利于平衡向 移动移动正向移动正向移动H2加快加快正反应方向正反应方向加快反应速率加快反应速率正反应方向正反应方向应用应用 工业合成氨反应为工业合成氨反应为N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0 2021/8/6371、 (g)(g)(g)C2021/8/638【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 （ ）的质量分数的质量分数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)的转化率的转化率A0压强压强(D)500100AC2021/8/639【例例】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曲线变曲线变成成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的转化率的转化率tA、E2021/8/640【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压强不变不变。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2021/8/6414可逆反应可逆反应2XY2 Z(g)(正反应为放热反正反应为放热反应应)达到平衡。升高温度后混合气体的平均相对分子达到平衡。升高温度后混合气体的平均相对分子质量将下降，则下列情况正确的是（质量将下降，则下列情况正确的是（ ） AX和和Y可能都是固体可能都是固体 BX和和Y一定都是气体一定都是气体 CX和和Y可能都是气体可能都是气体 DX和和Y至少有一种为气体至少有一种为气体C D2021/8/6426 6、对于反应、对于反应2A+B 2C2A+B 2C，反应过程中，反应过程中C C的的百分含量随温度百分含量随温度(T)(T)变化如图，则：变化如图，则：(1)T(1)T0 0对应的对应的V V正正与与V V逆逆关系关系(2)A(2)A、B B两点反应速率大小关系两点反应速率大小关系(3)(3)温度温度T TT T0 0时时C%C%逐渐增大的原因逐渐增大的原因(4)(4)此反应正反应为热反应此反应正反应为热反应 A AB BT TT T0 0C%C%V(A)p B平衡向正反应方向移动了平衡向正反应方向移动了C物质物质B的转化率减小了的转化率减小了 D物质物质C的质量分数增加了的质量分数增加了BD