第3讲勒夏特列原理的应用

1、 善学乃长，积小流以成长江 2015化学（高二寒）杨 勒夏特列原理的应用勒夏特列原理不仅适用于化学平衡体系，而且还适用于自然界中的一切动态平衡体系，高中阶段接触到的有四类动态平衡：化学平衡、溶解平衡、电离平衡和水解平衡。只要理解平衡移动原理的含义，就可以熟练地应用于各平衡中。这一知识点也是今后理综综合命题的热点。一、常见四大平衡研究对象1化学平衡：可逆反应。如：N2+3H2 2NH3；H0高温不利于氨的生成，增大压强有利于氨的生成。2电离平衡：弱电解质。如：CH3COOH H+CH3COO；H 0加热促进电离，稀释电离程度增大。3水解平衡：弱酸盐或弱碱盐或弱酸弱碱盐。如：Fe3+3H2O Fe

2、(OH)3+3H+；H>0，配制Fe3+溶液应加入少量相应酸防止Fe3+水解。不断加热FeCl3溶液，蒸干灼烧可得到Fe2O3固体。4溶解平衡：气体或固体溶于水形成的饱和溶液（1）气体的溶解平衡如：Cl2+H2O H+Cl+HClO当加入NaCl、CaCO3等时平衡会发生移动。当收集Cl2、SO2、CO2、H2S等气体时往往分别通过饱和的NaCl、NaHSO3、NaHCO3、NaHS等溶液以除去可能有的酸性气体，且抑制气体的溶解。（2）固体的溶解平衡如：NaNO3(s) Na+( ag)+NO3(ag)；H 0 加热促进溶解Ca(OH)2(s) Ca2+( ag)+2OH( ag)；H0

3、加热溶解度降低MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2 反应的进行是由于MgCO3存在溶解平衡：MgCO3(s) Mg2+( ag)+CO32( ag)，CO32能水解，加热时促进了CO32的水解也促进了MgCO3的溶解，最终MgCO3转化成Mg(OH)2。二、勒夏特列原理在四大平衡中的应用1. 在化学平衡中的应用事例1：对于合成氨工业，采用的适宜条件是（1）增大氢气、氮气浓度，及时将氨气分离出来；（2）温度为500的高温；（3）压强为20MPa50MPa；（4）使用铁作催化剂。解释：可逆反应：N2+3H2 2NH3；H0，根据反应的特点，合成氨的方向是气体体积减小的放热反应，理论上应温度越

4、低、压强越高越好，即低温、高压、使用催化剂，但从影响速率和平衡的因素分析，要有利于NH3的生成，尽可能加快反应速率和提高反应程度，实际生产中采取的是500的高温。压强过大对机器设备的强度要求较高，所以实际生产中采用压强为20MPa50MPa；另外及时将氨气分离出来，是利用减小生成物浓度，使平衡向生成氨的方向进行。催化剂虽然不能使平衡移动，但能提高速率，所以上述条件的选择既注意速率和产率的一致性，也注意了二者的矛盾性，既注重了理论的应用，又考虑了实际的可能性，是化学平衡理论在实际生产中的典型应用。【典例分析】下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是（）实验室常用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的

5、SO2气体长时间存放的氯水，会变为无色透明打开雪碧的瓶盖，立即有气体逸出经粉碎的硫黄燃烧得较快、较完全合成氨工厂通常采用20MPa50MPa压强，以提高原料的利用率合成氨工业中用铁触媒做催化剂   K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液后颜色变为黄色A. 只有 B. C. D. 答案：B【举一反三】工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化（生产中保持恒温恒容条件）：2SO2（g）O2 （g）2SO3（g）   H1966 kJ·mol1生产中为提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是_（填字母，下

6、同）。 A向装置中充入N2           B向装置中充入过量的SO2 C向装置中充入过量O2           D升高温度 若在一定温度下，向一个容积可变的恒压容器中，通入3mol SO2 和2mol O2 及固体催化剂，发生上述反应，平衡时容器内气体体积为起始时的90%。保持同一反应温度，在相同容器

7、中，将起始物质的量改为5mol SO2（g）、35 mol O2（g）、1mol SO3（g） ，下列说法正确的是_A第一次平衡时反应放出的热量为2949kJ   B两次平衡SO2的物质的量相等 C两次平衡时的O2体积分数相等            D第二次平衡时SO3的体积分数等于2/9生产中在550 时，将20 mol SO2和10 mol&#

8、160;O2置于 5 密闭容器中，SO2转化为SO3的平衡转化率（）与体系总压强（p）的关系如图所示。反应达平衡后，体系总压强为010 M Pa。试计算反应 2SO32SO2+O2 在550 时的平衡常数K=_。 A、B表示不同压强下的平衡转化率，通常工业生产中采用常压的原因是：_，并比较不同压强下的平衡常数：K（010 MPa） _K（10 MPa）（填 “”或“”或“”）。答案： (1)C (2)CD  (3)2.5×10-4；常压下400500°C，SO2转化

9、率已经很高了，加压必须增大投资以解决增加设备和提供能量问题；。2. 在溶解平衡中的应用事例2：用勒夏特列原理解释：为什么生活中饮用的碳酸型饮料打开瓶盖倒入玻璃杯时会泛起大量泡沫。解释：碳酸型饮料中未溶解的二氧化碳与溶解的二氧化碳存在平衡：CO2(g) CO2(aq)，打开瓶盖时，二氧化碳的压力减小，根据勒夏特列原理，平衡向释放二氧化碳的方向移动，以减弱气体的压力下降对平衡的影响。因此，生活中饮用的碳酸型饮料打开瓶盖倒入玻璃杯时会泛起大量泡沫。【典例分析】1.某课外活动小组为探究BaSO4的溶解度，分别将足量BaSO4放入下列溶液中溶解至饱和：5mL水 20mL0.5mol·L1的Na

10、2SO4溶液40mL0.2mol·L1的Ba(OH)2溶液 40mL0.1 mol·L1的H2SO4溶液中，(1)以上各溶液中，c(Ba2)的大小顺序正确的是 (选填序号，下同)，(2)BaSO4的溶解度大小顺序是 A>>> B>>> C>>> D>>>2.汽水是CO2的饱和溶液，其中存在如下平衡：H2CO3H+HCO3HCO3 H+CO32将汽水倒入试管中分别进行下列实验，相应分析结论错误的是（）A加热、平衡、可能都向左移动B加入澄清石灰水，平衡、均向右移动C加入CaCO3悬浊液，CaCO3的溶解平衡

11、向正方向移动D通入过量CO2或滴加氯水，溶液PH均减小答案：1.(1)A (2)C 2.D【举一反三】沉淀物并非绝对不溶，且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同，同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变。已知AgCl+Cl-=AgCl2-，下图是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况。由以上信息可知： （1）由图知该温度下AgCl的溶度积常数为_。 （2）AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况（先变小后变大）的原因是：_。 （3）设计实验证明溶解度AgClAgIAg 2 S，实验方案是_（4）若在AgCl形成的浊液中滴

12、加氨水有什么现象？_发生反应的离子方程式为_答案：（1）当c（Ag+）=10-5mol/L时，c（Cl-）=10-7mol/L，所以AgCl的溶度积常数Ksp=c（Ag+）c（Cl-）=10-5×10-7=10-12， (2) 开始Cl-抑制了AgCl 的溶解，所以Ag+浓度变小了，但Cl-浓度增大使AgCl 形成AgCl2-络合物。（3）向AgCl悬浊液中滴加KI稀溶液（0.1mol/L），固体由白色转化为黄色，再向悬浊液中滴加同浓度Na2 S稀溶液（0.1mol/L），固体由黄色转化为黑色；（4）白色沉淀溶解，形成无色溶液；AgCl+2NH 3

13、60;=Ag（NH 3 ） 2 + +Cl - 3. 在水解平衡中的应用事例3：对于反应：FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl；H 0，在配制FeCl3溶液时，为防止浑浊，通常加入少许稀盐酸。解释：FeCl3是一种强酸弱碱盐，溶液中存在着水解平衡：FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl，在配制FeCl3溶液时，通常加入少许稀盐酸，是因为Fe3+水解溶液显酸性，为了防止水解，加入酸可使平衡向逆反应方向进行，抑制水解。4. 在电离平衡中的应用事例4：对于某弱酸或弱碱的稀溶液，改变外界条件（1）外加离子（2）升温

14、对稀溶液中的电离平衡的影响。解释：（1）外加离子稀酸溶液稀碱溶液加入H+增大生成物浓度，抑制电离、向逆反应方向移动减小生成物浓度，促进电离、向正反应方向移动加入OH-减小生成物浓度，促进电离、向正反应方向移动增大生成物浓度，抑制电离、向逆反应方向移动（2）升温，弱电解质的电离过程是吸热过程，升高温度有利于向电离的方向进行。【典例分析】常温下，浓度均为0.1 mol/L的4种溶液pH如下表：溶质Na2CO3NaHCO3NaClONaHSO3pH11.69.710.34.0下列说法正确的是A0.1 mol/L Na2CO3溶液加水，稀释后溶液中所有离子的浓度均减少BNaHCO3溶液中：c(Na)c

15、(H)c(HCO3)c(OH)c(CO)CNaHSO3溶液中：c(Na+)>c(HSO3) > c(H2SO3)>c(SO32) > c(H+)>c(OH) D向NaClO溶液中滴加硫酸至中性时，2c(SO42)= c(HClO)答案：D【举一反三】下列说法正确的是A等浓度的：醋酸，苯酚，苯酚钠，碳酸，碳酸钠，碳酸氢钠。按溶液pH由小到大排列顺序是B标况下，将01 mol·L-1 的氨水溶液中加入氯化铵晶体，若混合溶液pH=7，则c（NH4+）=c（Cl-）C饱和纯碱 (Na2CO3)溶液中：2c(Na+)c(CO32)+ c(HCO3)+ c(H2CO

16、3)D0.01 mol·L1的Na2HPO4溶液中存在如下的平衡：HPO42+H2OH2PO4+OH HPO42H+PO43且溶液pH7；加水稀释后溶液中HPO42、PO43、H的浓度均减小答案：A【专题过关练习】1.室温下，0.1mol/L氨水10mL，加蒸馏水稀释到1L后，下列变化中正确的是（）电离程度增大 C（OH-）增大 C（H+）增大 KW 增大 导电性增强 增大A B C D答案：C2.T时，某浓度醋酸钠溶液的pH=10，下列说法一定正确的是（ ）A溶液中由水电离出的OH一离子浓度c(OH一)=1×10一10mol·LB溶液中存在：c(H+)·

17、;c(OH一)=l×10C溶液中存在：c(Na+)>c(CH3COO一)>c(OH一)>c(H+)>c(CH3COOH) D溶液中存在：c(CH3COOH)+c（CH3COO一)=c(Na+)答案：D3.下列说法正确的是( )A0.01mol/L的Na2HPO4溶液中存在如下的平衡：HPO42HPO43，加水稀释，使溶液中的HPO42、H、PO43的浓度均减小B饱和NH4Cl溶液中：c(H)c(Cl-)c(NH4)2c(NH3H2O)c(OH-)C常温下，0.01mol/L的 HA和BOH两种溶液，其pH值分别为3和12，将两溶液等体积混和后，所得溶液的pH7

18、 D在NH4HSO3 与NH4Cl混合溶液中，c(NH4)= c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(H2SO3)+ c(Cl-)答案：B4.下列说法中正确的是（）A常温下，稀释0.1 mol/L的氨水，溶液中c（OH）、c（NH4+）、c（H+）均下降B常温下，c（NH4+）相等的（NH4）2SO4 （NH4）2Fe（SO4）2 NH4Cl （NH4）2CO3溶液中，溶质物质的量浓度大小关系是：CpH=8.3的NaHCO3溶液：c（Na+）c（HCO3）c（CO32）c（H2CO3）D当溶液中存在的离子只有Cl、OH、NH4+、H+时，该溶液中离子浓度大小关系可能为c（Cl）c（NH4+

19、）c（OH）c（H+）答案：B5. 如图，甲、乙、丙分别表示在不同条件下，可逆反应A（g）+B（g）xC（g）的生成物C在反应混合物中的百分含量w（C）和反应时间（t）的关系下列说法与图象符合的是（）A甲图中a表示反应达到平衡后在恒温恒压条件下充入氦气后的情况B乙图中b曲线表示有催化剂的情况C根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是吸热反应，x2D丁图可表示在某固定容积的密闭容器中，上述可逆反应达到平衡后A的体积分数随着温度（T）变化的情况答案：C6.一定条件下，某密闭容器中发生反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(1)恒温恒容下，平衡时NH3的转化率甲_（填“>”

20、“=”或“<”）乙。 (2)恒温恒容下，若要使丙与甲平衡时各组分浓度相同，则x=_，y=_，z=_。 答案：(1)>；(2)1.375；0.5；0.75 7弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。.已知H2A在水中存在以下关系：H2A=HHA，HAHA2。(1)常温下NaHA溶液的pH_(填选项字母)，原因是_。A大于7 B小于7 C等于7 D无法确定(2)某温度下，若向0.1 mol·L1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol·L1 KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。此时该混合溶液中的下列关系一

21、定正确的是_。Ac(H)·c(OH)1.0×1014 Bc(Na)c(K)c(HA)2c(A2)Cc(Na)>c(K) Dc(Na)c(K)0.05 mol·L1(3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2(aq)A2(aq)H>0。若要使该溶液中Ca2浓度变小，可采取的措施有_(填选项字母)。A升高温度 B降低温度 C加入NH4Cl晶体 D加入Na2A固体.含有Cr2O的废水毒性较大，某工厂废水中含5.0×103mol·L1的Cr2O。为了使废水的排放达标，进行如下处理：Cr2OCr3、Fe3

22、Cr(OH)3、Fe(OH)3(1)该废水中加入绿矾和H，发生反应的离子方程式为_。(2)若处理后的废水中残留的c(Fe3)2.0×1013 mol·L1，则残留的Cr3的浓度为_。(已知：KspFe(OH)34.0×1038，KspCr(OH) 36.0×1031)答案：. (1)B NaHA在水溶液中只电离不水解（2）BC （3）BD .（1）Cr2O+6Fe2+14H2Cr3+6Fe3+7H2O （2）3.0×106 mol·L18.近年来，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时，还加入少量液氨，其反应的化学方程式为：NH3+HClOH2O+NH2Cl(一氯氨)。NH2Cl较HClO稳定，试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因： 。答案：加入液氨后，它与HClO结合成较稳定的一氯氨， HClO浓度减小，使HClO跟别的物质反应的速率变慢，当HClO逐渐减少时，平衡向生成HCl