《勒夏特列原理的应用和等效平衡》20161207

1、【课前预习区课前预习区】1 1、影响化学平衡的条件与勒夏特列原理、影响化学平衡的条件与勒夏特列原理浓度：浓度：平衡正移；平衡正移；平衡逆移；平衡逆移。平衡正移；平衡正移；平衡逆移；平衡逆移。压强：压强：平衡向气体分子数减小的方向移动；平衡向气体分子平衡向气体分子数减小的方向移动；平衡向气体分子数增大的方向移动。数增大的方向移动。温度：温度：平衡向吸热方向移动；平衡向放热方向移动。平衡向吸热方向移动；平衡向放热方向移动。勒夏特列原理：勒夏特列原理：当其它条件当其它条件不变不变时，只改变影响平衡的时，只改变影响平衡的一个一个条件，平衡向条件，平衡向减弱减弱这种改变的方向移动。这种改变的方向移动。2

2、 2、等效平衡：、等效平衡：（1 1）涵义：涵义：在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，对在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，对同一可逆反应，只有起始时加入物质的物质的量不同，而达同一可逆反应，只有起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的到化学平衡时，同种物质的百分含量百分含量（质量分数、体积分数、（质量分数、体积分数、物质的量分数等）相同，这样的平衡称为物质的量分数等）相同，这样的平衡称为等效等效平衡。平衡。建立等效平衡的途径：建立等效平衡的途径：加入反应物，从正反应方向开始；加入反应物，从正反应方向开始；加入生成物，从逆反应方向开始；同时加入反应物与生加入生成物，从

3、逆反应方向开始；同时加入反应物与生成物，从中间状态开始。成物，从中间状态开始。（2）类型）类型恒温、恒容条件下：恒温、恒容条件下： N N2 2 3 H3 H2 2 2NH2NH3 3 A 1mol 3mol 0molA 1mol 3mol 0molB 0mol 0mol 2molB 0mol 0mol 2molC 0.5mol 1.5mol 1molC 0.5mol 1.5mol 1molD 1mol 4mol 0molD 1mol 4mol 0mol恒温、恒容：反应前后气恒温、恒容：反应前后气体分子数不同的反应，体分子数不同的反应，按按计量数换算成方程式两边计量数换算成方程式两边同一边的物

4、质后，同一边的物质后，它们的它们的物质的量相同，则二平衡物质的量相同，则二平衡等效。等效。且平衡后各量均相同。且平衡后各量均相同。 恒温、恒容条件下：恒温、恒容条件下： CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)A 2mol 2mol 0mol 0molA 2mol 2mol 0mol 0molB 0mol 0mol 2mol 2molB 0mol 0mol 2mol 2molC 1mol 1mol 1mol 1molC 1mol 1mol 1mol 1molD 4mol 4mol 0mol 0mol D 4mol 4mol 0m

5、ol 0mol E 0mol 0mol 4mol 4mol E 0mol 0mol 4mol 4mol F 2mol 2mol 2mol 2molF 2mol 2mol 2mol 2mol恒温、恒容：反应前后恒温、恒容：反应前后气体分子数不变的反应，气体分子数不变的反应，按计量系数换算成方程按计量系数换算成方程式两边同一边的物质后，式两边同一边的物质后，比例与原平衡相同，则比例与原平衡相同，则二平衡等效。二平衡等效。且平衡后同种物质的物且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。质的量成倍数关系。 恒温恒压条件下：恒温恒压条件下： 2SO2SO2 2 O O2 2 2SO2SO3 3 A 2mol

6、1mol 0molA 2mol 1mol 0molB 4mol 2mol 0molB 4mol 2mol 0molC 1mol 0.5mol 0molC 1mol 0.5mol 0molD 0mol 0mol 4molD 0mol 0mol 4molE 0mol 0mol 1molE 0mol 0mol 1mol恒温、恒压：若恒温、恒压：若按计量系数按计量系数换算成方程式两边同一边的换算成方程式两边同一边的物质后，物质后，比例与原平衡相同，比例与原平衡相同，则二平衡等效。则二平衡等效。平衡后同种物质的物质的量平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。成倍数关系。 【课前诊断课前诊断】1.1.（1 1

7、）加快化学反应速率，缩短到达平衡所用的时间。）加快化学反应速率，缩短到达平衡所用的时间。（2 2）保证催化剂的活性最强，兼顾反应速率。）保证催化剂的活性最强，兼顾反应速率。（3 3）加快化学反应速率，提高反应物的转化率，有利于氨的）加快化学反应速率，提高反应物的转化率，有利于氨的合成。合成。（4 4）提高原料的利用率。）提高原料的利用率。【思考思考】（3 3）（）（4 4）2.B2.B3.A3.A4.4.（1 1）0.1molL0.1molL1 1minmin1 1 1/641/64（2 2）b b【强化练习强化练习】（3 3）COCO可用于合成甲醇，反应方程式为可用于合成甲醇，反应方程式为C

8、O(g)+2HCO(g)+2H2 2(g) CH(g) CH3 3OH (g)OH (g)。COCO在不同温度下的平衡转化率与在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示。该反应压强的关系如右图所示。该反应H H _0_0（填（填“”或或“”）。实际生产条件控制在。实际生产条件控制在250250、1.31.310104 4kPakPa左右，选择此压强的左右，选择此压强的理由是理由是 。 ；在；在1.31.310104 4kPakPa下，下，COCO的的转化率已较高，再增大压强转化率已较高，再增大压强COCO的转化率提高不大，而生产成的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失本增加得不偿失。【典

9、型例题典型例题1】（1 1）合成氨生产中，）合成氨生产中，N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g) 2 2NHNH3 3(g)(g)某温度下，某温度下，N N2 2的平衡转化率（的平衡转化率（）与体系总压强（）与体系总压强（）的关系）的关系如右图所示。根据图示回答下列问题：如右图所示。根据图示回答下列问题：将将2.0mol N2.0mol N2 2和和6.0mol H6.0mol H2 2置于置于1010密闭容器中，反应达平衡后，体系密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为总压强为0.10 MPa0.10 MPa。平衡状态由变到时，平衡状态由变到时，平衡常数（）平衡常数（）（）（）

10、（填（填“”、“”或或“”）。）。若在某恒压条件下，请画出若在某恒压条件下，请画出N N2 2的平衡转化率（的平衡转化率（）与）与温度的温度的 关系图像：关系图像：一、勒夏特列原理与平衡常数相结合的应用一、勒夏特列原理与平衡常数相结合的应用= =【进一步探究进一步探究】1.1.若要提高若要提高N N2 2的转化率：还可以采取哪的转化率：还可以采取哪些措施？些措施？2.2.该措施会使平衡如何移动？平衡常数该措施会使平衡如何移动？平衡常数K K值如何变化值如何变化 ？增大增大H H2 2的浓度、分离出的浓度、分离出NHNH3 3。平衡右移。平衡右移。平衡常数平衡常数K K值不变。值不变。【归纳总结

11、归纳总结】化学平衡移动与平衡常数的关系：化学平衡移动与平衡常数的关系：平衡移动，平衡移动，K不一定变化；不一定变化；K变化，平衡一定移动。变化，平衡一定移动。【典型例题典型例题2 2】对于可逆反应：对于可逆反应：N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)； H0H0，下列图象正确的是：下列图象正确的是： 二、勒夏特列原理与图像相结合的应用二、勒夏特列原理与图像相结合的应用 B B【解题关键解题关键】一看纵横坐标；一看纵横坐标；二看变化趋势；二看变化趋势；三看点。三看点。注意：定一议二注意：定一议二【变式练习变式练习】2525时，在密闭容器中发生如下

12、反应：时，在密闭容器中发生如下反应： H H2 2(g)(g)I I2 2(g)(g) 2HI(g) 2HI(g) H H0 ”“ KK2 2= =K K3 3= =K K4 4t t2 2 t t3 3（4）t t6 6 t t7 7时刻和时刻和t t7 7 t t8 8时刻两平衡状态中，时刻两平衡状态中， H H2 2的体积分数的体积分数 （“相等相等”“”“增大增大”“”“减小减小”）升高温度升高温度减小反应减小反应物浓度物浓度加压或使加压或使用催化剂用催化剂相等相等若开始时只充入若开始时只充入1mol N1mol N2 2和和3mol H3mol H2 2，达到平衡状态后测得，达到平衡

13、状态后测得NHNH3 3的百的百分含量为分含量为m m。则。则: :若开始时只充入若开始时只充入2mol NH2mol NH3 3，达到平衡后测得，达到平衡后测得 NHNH3 3的百分含量比的百分含量比m m 。若开始只充入若开始只充入0.5mol N0.5mol N2 2和和1.5mol H1.5mol H2 2，达到平衡，达到平衡 后测得后测得NHNH3 3的百分含量比的百分含量比m m 。 若开始只充入若开始只充入2mol N2mol N2 2和和6mol H6mol H2 2，达到平衡，达到平衡 后测得后测得NHNH3 3的百分含量比的百分含量比m m 。 三、等效平衡模型的应用：三、

14、等效平衡模型的应用：【典型例题典型例题3】 （1）某温度下在密闭容器甲中发生如下反应：）某温度下在密闭容器甲中发生如下反应：2NH2NH3 3(g)(g)； H0H0，N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g)相等相等小小大大在恒在恒T T、V V条件下条件下, ,无论等体积反应还是不等体积反应：无论等体积反应还是不等体积反应： 1.1.若按起始比例增加反应物若按起始比例增加反应物: :2.2.若按起始比例减少反应物若按起始比例减少反应物: :先将体积放大等同倍数先将体积放大等同倍数, ,再缩小再缩小( (等同于加压等同于加压) )先将体积缩小等同倍数先将体积缩小等同倍数, ,再扩

15、大再扩大( (等同于减压等同于减压) )（2 2）某温度下在容器乙中发生如下反应：）某温度下在容器乙中发生如下反应： 若开始时只充入若开始时只充入1 mol N1 mol N2 2和和3 mol H3 mol H2 2，达到平衡状态后测得，达到平衡状态后测得NHNH3 3的百分含量为的百分含量为n n。若再充入。若再充入1 mol N1 mol N2 2和和3 mol H3 mol H2 2，达到，达到平衡后测得平衡后测得NHNH3 3的百分含量比的百分含量比n n 。N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) (g) 2NH2NH3 3(g)(g)； H0H0，相等相等在恒在恒T T、

16、V V条件下条件下, ,无论等体反应还是不等体反应：无论等体反应还是不等体反应： 1.1.若按起始比例增加反应物若按起始比例增加反应物: :2.2.若起始比例减少反应物若起始比例减少反应物: :先将体积放大等同倍数先将体积放大等同倍数, ,再缩小再缩小( (等同于加压等同于加压) )先将体积缩小等同倍数先将体积缩小等同倍数, ,再扩大再扩大( (等同于减压等同于减压) )在恒在恒T T、P P条件下条件下, ,无论等体反应还是不等体反应：无论等体反应还是不等体反应： 若按起始比例改变反应物或生成物时：若按起始比例改变反应物或生成物时：与原平衡等效（即：百分含量、浓度一定相等）与原平衡等效（即：

17、百分含量、浓度一定相等）达到平衡状态后，若再充入达到平衡状态后，若再充入1mol 1mol H2(g)和和1mol1mol I2(g) ，在同，在同样的温度下达到平衡状态时，则下列物理量如何变化？样的温度下达到平衡状态时，则下列物理量如何变化？一定温度下，向一固定容积的密闭容器中充入一定温度下，向一固定容积的密闭容器中充入1mol 1mol H2(g)和和1mol1mol I2(g)，发生如下反应：，发生如下反应：H2(g)I2(g) 2HI(g) H 、= =、 ；左、右；左、右；增大、减小、不变）。增大、减小、不变）。达到平衡所需要的时间：达到平衡所需要的时间：t(A)t(A) t(B)t

18、(B)，SOSO2 2的转化率：的转化率：a(A)a(A) a a (B)(B)起始时两容器中的反应速率：起始时两容器中的反应速率：v(A)v(A) v(B)v(B)，反应过程中的反应，反应过程中的反应速率：速率：v(A)v(A) v(B)v(B)。 = = 达到平衡时，在两容器中分别通入等量的达到平衡时，在两容器中分别通入等量的ArAr气。气。A A中的化学中的化学平衡向平衡向 反应方向移动，反应方向移动，B B中的化学反应速率中的化学反应速率 。逆逆不变不变【随堂检测随堂检测】【课后巩固区课后巩固区】1.CF 2.B1.CF 2.B3.3.（1 1）使用催化剂，达到平衡的时间缩短，且平）使用催化剂，达