反应条件对化学平衡的影响----讲课

1、化学反应原理化学反应原理( (选修选修) ) 第第2章章 化学反应的方向、限度与速率化学反应的方向、限度与速率第第2节节 化学反应的限度化学反应的限度 之三：反应条件对化学平衡的影响之三：反应条件对化学平衡的影响【学习目标学习目标】红棕色红棕色 序序号号实验内容实验内容实验实验记录记录实验结论实验结论( (平衡移动平衡移动方向方向) )温度变化温度变化混合气体颜色混合气体颜色c(NO2)1 1将充有将充有NO2的烧的烧瓶放入冷水中瓶放入冷水中2 2将充有将充有NO2的烧的烧瓶放入热水中瓶放入热水中降温降温颜色变浅颜色变浅减小减小正向正向升温升温颜色变深颜色变深增大增大逆向逆向活动活动探究探究温

2、度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响正正 向向正正 向向 升高温度，平衡向吸热方向移动；升高温度，平衡向吸热方向移动； 降低温度，平衡向放热方向移动。降低温度，平衡向放热方向移动。HI =0.80molL-1H2 =0.40molL-1I2 =0.40molL-1HI =1.20molL-1H2 =0.20molL-1I2 =0.20molL-1N2= 19.5 molL-1H2 =38.5 molL-1NH3 =11 molL-1N2 =20molL-1H2 =40molL-1NH3 =10molL-1N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0降温降温升温升温2NH3(g) N2(g)

3、 + 3H2(g) H= + 92.2kJmol-11002.00.0015K/ (molL-1)2873673473 T/K0.6016.8K/ (molL-1)-1333298T/K2NO2(g) 升高温度，平衡常数升高温度，平衡常数K减少，平衡逆向移动；减少，平衡逆向移动； 降低温度，平衡常数降低温度，平衡常数K增加，平衡正向移动。增加，平衡正向移动。通过表格数据结合课本通过表格数据结合课本P47思考：思考：温度能使平衡移动，其移动的本质是什么？温度能使平衡移动，其移动的本质是什么？规律：1、升高温度化学平衡向吸热方向移动，降低升高温度化学平衡向吸热方向移动，降低温度化学平衡向放热方向移

4、动。温度化学平衡向放热方向移动。2、温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。数实现的。 在一定体积的在一定体积的 密闭容器中，反应密闭容器中，反应CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) 的化学平衡常数和温度的关系如下表：的化学平衡常数和温度的关系如下表：t t/70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式该反应的化学平衡常数表达式K= 。 (2)该反应的正反应为该反应的正反应为 反应反应(填填”吸热吸热”或或”放热放热”)。 (3)某温度下某温度下,

5、平衡浓度符合下式：平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2) =c(CO) c(H2O)，可判断此时的温度为，可判断此时的温度为 。吸热吸热COH2OCO2H2830 请根据提供的试剂和仪器，按照设计的实验方请根据提供的试剂和仪器，按照设计的实验方 案证明上述预测。案证明上述预测。试剂：试剂：0.01 molL-1 FeCl3溶液、溶液、0.03 molL-1KSCN溶溶液、液、 1molL-1 FeCl3溶液、溶液、1molL-1KSCN溶溶液液仪器：胶头滴管、点滴板等仪器：胶头滴管、点滴板等编号编号实验内容实验内容实验现象实验现象移动方向移动方向1 先加先加5滴滴0.03molL-1KSCN

6、溶溶液液，再，再取取2滴滴0.01 molL-1 FeCl3溶液与溶液与之之混合，观察颜色变化混合，观察颜色变化；然后再加然后再加2滴滴1molL-1 FeCl3溶液溶液，观察颜色变化观察颜色变化。2 先加先加5滴滴0.03molL-1KSCN溶溶液液，再，再取取2滴滴0.01 molL-1 FeCl3溶液与溶液与之之混合，观察颜色变化混合，观察颜色变化；然后再加然后再加2滴滴1molL-1 KSCN溶溶液液，观察颜色变化观察颜色变化。溶液呈血红色溶液呈血红色后加深后加深正向移动正向移动溶液呈血红色溶液呈血红色后加深后加深正向移动正向移动活动活动探究探究浓度对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响

7、改改 变变 浓浓 度度Q Q、K关系关系平衡移动方向平衡移动方向增增大大反应物反应物 增增大大c c( (FeCl3) )或或c c( (KSCN）增增大大生成物生成物增增大大c c Fe(SCN)3 正正 向向逆逆 向向 二、请根据反应二、请根据反应 Fe3+(aq) + 3SCN-(aq) Fe(SCN)3(aq) 讨论改变反应物或生成物浓度对化学平衡发生移动，本质原讨论改变反应物或生成物浓度对化学平衡发生移动，本质原因是什么？（因是什么？（P48）Q Q K交流交流 研讨研讨一、浓度改变时化学平衡怎样移动？一、浓度改变时化学平衡怎样移动？ 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

8、H = _ 197.8kJmol-1是硫酸制造工业的基本反是硫酸制造工业的基本反 应。在生产中通常采用通应。在生产中通常采用通入入过量的空气过量的空气的方法。为什么？的方法。为什么？ 提高提高O2在原料气中的比例，使在原料气中的比例，使SO2的平衡的平衡转化率提高，从而降低生产成本。转化率提高，从而降低生产成本。思考思考 浓度浓度借助借助Q Q与与K的相对大小进行判断的相对大小进行判断 升高温度升高温度，平衡向，平衡向吸热吸热方向移动方向移动 降低温度降低温度，平衡向，平衡向放热放热方向移动方向移动温度温度温度对化学平衡的影响是温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数来实现的通过改变平衡常数来实

9、现的改变浓度，若改变浓度，若Q Q K，平衡，平衡逆向逆向移动移动改变浓度，若改变浓度，若Q Q 0 B. 正反应的正反应的H0 C. 升高温度，平衡正向移动升高温度，平衡正向移动 D. 降低温度，平衡正向移动降低温度，平衡正向移动BD 2.)。 3.变深变深正向正向变大变大黄黄橙红橙红左左 通过对本节课的探究学习，通过对本节课的探究学习，你对化学反应的限度又有哪些新你对化学反应的限度又有哪些新的认识？有什么感受和体会？的认识？有什么感受和体会？三支针筒中均抽入三支针筒中均抽入10mlNO2气体，将针筒前端闭。气体，将针筒前端闭。 原理：原理：N2O4 2NO2（1）将第二支针筒活塞迅速推至）

10、将第二支针筒活塞迅速推至5ml处（现象如下图中处（现象如下图中a b c 所示）所示）（2）将第三支针筒活塞迅速拉至）将第三支针筒活塞迅速拉至20ml处。（现象如下图处。（现象如下图中中A1 b1 c1 所示）所示）请观察针筒中气体颜色变化，并尝试用化学平衡移动的请观察针筒中气体颜色变化，并尝试用化学平衡移动的观点进行解释。观点进行解释。a1b1c1观察观察.思考思考bcaT时，在密闭容器中发生的反应时，在密闭容器中发生的反应 2NO2（g） N2O4（g）；）；H0假设假设K的数值为的数值为a实验条件实验条件现象（颜色变化）现象（颜色变化）平衡移动方向平衡移动方向增大压强增大压强 红棕色红棕

11、色减小压强减小压强 红棕色红棕色先变深后变浅先变深后变浅先变浅后变深先变浅后变深平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动a1b1c1bca在在T时对下列处于化学平衡的三个反应将时对下列处于化学平衡的三个反应将体积变为原来体积变为原来的一半的一半（假设三个反应在（假设三个反应在T时的时的K的数值分别为的数值分别为a、b、c）编编号号反应反应Q K g平衡移平衡移动方向动方向2NO2(g) N2O4(g)aN2(g) +O2 2NO(g)b2NH3(g) N2 (g) +3H2 (g)ca a2 2正向气态物质系数减小正向气态物质系数减小（ g0 0 ）正向

12、移动正向移动b b不移动不移动4c4c逆向移动逆向移动1、计算、计算 、 、 Q的数据，判断加压平衡的移动方向。的数据，判断加压平衡的移动方向。2、根据上表思考讨论：加压后平衡移动方向与、根据上表思考讨论：加压后平衡移动方向与 g的关系。的关系。（P50)气态物质系数不变气态物质系数不变（ g=0 =0 ）正向气态物质系数增大正向气态物质系数增大（ g0 0 ）B：g0 增大压强，化学平衡向着气态物质系增大压强，化学平衡向着气态物质系数减小的方向移动，即平衡左移。数减小的方向移动，即平衡左移。C：g=0 改变压强，化学平衡不移动。改变压强，化学平衡不移动。压强的改变只影响有气体参加或生成的可逆

13、反应。对于压强的改变只影响有气体参加或生成的可逆反应。对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响极其微弱，可以只涉及固体或液体的反应，压强的影响极其微弱，可以不予考虑不予考虑再如：再如：向气体物质的量缩小的方向移动向气体物质的量缩小的方向移动向气体物质的量增大的方向移动向气体物质的量增大的方向移动条件改变条件改变平衡移动方向平衡移动方向压强增大压强增大压强减小压强减小N2(气气) + 3H2 (气气) 2NH3(气气)压强压强(MpaH3 (%)2.09.216.435.553.669.44500C时时N2与与H2反应合成反应合成NH3的数据的数据分析：分析：煤气中毒病人

14、血液中的化学平衡煤气中毒病人血液中的化学平衡:CO (g) + Hb(O2) O2(g) + Hb(CO) K= 思考：应用化学平衡移动原理分析讨论思考：应用化学平衡移动原理分析讨论煤气煤气 中毒中毒 后应采取那些抢救措施？后应采取那些抢救措施？ Hb(O2) COHb(CO) O2 根据以上学习讨论，可以将化学平衡移动规律简单的总结为：根据以上学习讨论，可以将化学平衡移动规律简单的总结为： 根据上述可以看出：根据上述可以看出： 在密闭体系中，如果仅改变影在密闭体系中，如果仅改变影响平衡的一个条件响平衡的一个条件 （ 如如 温度、浓度、压强温度、浓度、压强 ）平衡将）平衡将 向向 _方向移动。

15、方向移动。减弱这个改变的减弱这个改变的升高温度，有利于平衡向吸热方向移动改变浓度：若QK，平衡逆向移动；若QK，平衡逆向移动；若QK，平衡正向移动早在早在18881888年，法国科学家年，法国科学家勒夏勒夏特列特列就发现了这其中的规律，并就发现了这其中的规律，并总结出著名的勒夏特列原理，也总结出著名的勒夏特列原理，也叫化学平衡移动原理：叫化学平衡移动原理：改变影响改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向化学平衡的一个因素，平衡将向能够能够减弱减弱这种改变的方向移动。这种改变的方向移动。检测反馈题检测反馈题1. 压强变化不会使下列化学反应的平衡发压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的生移动的 是

16、是( ) H2(g)+I2(g) 2HI(g) 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)A. C(s)+CO2(g) 2CO(g)A2. 促使化学平衡促使化学平衡3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)； H0正向移动有各种措施，下列措施可行的是正向移动有各种措施，下列措施可行的是( ) 升高温度升高温度 B. 增大体系压强增大体系压强A.C. 增大增大c(N2) D. 容器体积增大容器体积增大BC4. 下列平衡体系中下列平衡体系中,升温或减压都使平衡升温或减压都使平衡正向移动的是正向移动的是 ( )A. 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)；

17、H 0C. C(s)+H2O(g) CO(g)+ H2(g) ；H0D. 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ； H0C作业：作业：1.完成课本完成课本52页第页第3、4、6题。题。2.查找资料，分析工业合成氨是如何利查找资料，分析工业合成氨是如何利 用化学平衡移动规律提高转化率的？用化学平衡移动规律提高转化率的？ 等效平衡等效平衡对于同一可逆反应，对于同一可逆反应，达平衡时，任何相同的组达平衡时，任何相同的组分的含量（体积、物质的量）均对应相同，分的含量（体积、物质的量）均对应相同，这这样的化学平衡互称为等效平衡。样的化学平衡互称为等效平衡。在恒温恒容下，在恒温恒容下，按不面同的投料

18、方式进行反应按不面同的投料方式进行反应平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同 三条途径最终达同一平衡三条途径最终达同一平衡, 由此得出什么规律？由此得出什么规律？ N2 + 3H2 2NH3 (1) 1mol 4mol 0mol (2) 0mol 1mol 2mol (3) 0.5mol 2.5mol 1mol 在定温定容的条件下，对于在定温定容的条件下，对于反应前后气体反应前后气体分子数改变分子数改变的可逆反应，只改变起始加入物质的可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质

19、的物质的量与原平衡相同，换算成同一边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效则两平衡等效.定温（定温（T）定容（）定容（V）条件下的等效平衡）条件下的等效平衡在恒温恒容下，在恒温恒容下，按不同的投料方式进行如下反应按不同的投料方式进行如下反应 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)(1) 1mol 1mol 0 mol 0 mol(2) 0 mol 0 mol 2 mol 2 mol(3) 0 mol 1 mol 1 mol 1 mol以上哪些投料方式在反应达到平衡后，以上哪些投料方式在反应达到平衡后，CO2在平在平衡混合物中的含量相同？衡混合物中的含量相同？ CO(g)

20、+ H2O(g) CO2(g) + H2(g)(1) 1mol 1mol 0 mol 0 mol(2) 0 mol 0 mol 2 mol 2 mol“一边倒一边倒” 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol(3) 0 mol 1 mol 1 mol 1 mol“一边倒一边倒” 1mol 2 mol 0 mol 0 mol 1. 在一个固定体积的密闭容器中，加入在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和和2molB，发生如下反应：，发生如下反应：2A（气）（气）+ 2B（气）（气） 3C（气）（气）+ D（气），（气），达到平衡时，达到平衡时，C的浓度为的浓度为Wmol/L,若维持容器

21、体若维持容器体积和温度不变积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平按下列配比作为起始物质达到平衡后衡后,C的浓度仍为的浓度仍为Wmol/L的是（的是（ ） A 2molA+2molB+3molC+1molD B 3molC+1molD+1molB C 3molC+1molD D 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD C2.在一固定容积的密闭容器中充入在一固定容积的密闭容器中充入2molA和和1molB，发生反应：，发生反应：2A(g)+B(g) xC(g),达到平衡后，达到平衡后，C的体积分数为的体积分数为W%。若维持。若维持容器体积和温度不变，按容器体积和温度不变，按

22、0.6molA,0.3molB和和1.4molC为起始物质，达到平衡后，为起始物质，达到平衡后，C的的体积分数仍为体积分数仍为W%，则，则x值为（值为（ ） A、1 B、2 C、3 D、4B在恒温恒压下，在恒温恒压下，按不同的投料方式进行如下反应按不同的投料方式进行如下反应 N2 + 3H2 2NH3 1mol 3mol 0mol 2mol 6mol 0mol (3) 2mol 6mol 2mol 以上哪些投料方式在反应达到平衡后，以上哪些投料方式在反应达到平衡后，NH3在平衡混合物中的体积百分含量相同？由此得出在平衡混合物中的体积百分含量相同？由此得出什么规律？什么规律？定温（定温（T）定压（）定压（p）条件下的等效平衡）条件下的等效平衡改变起始加入情况，只要按化学计量数改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成同一边物质的物质的量之比与原换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效平衡相同，则达到平衡后