反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響

反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響第1頁/共64頁第2頁/共64頁

對于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)Q>k，未達(dá)平衡，平衡逆向移動。

Q=k,

達(dá)平衡，平衡不移動。Q<k,未達(dá)平衡，平衡正向移動。復(fù)習(xí)：平衡常數(shù)的應(yīng)用判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱：若升高溫度,K增大，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);若升高溫度,K減小，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。第3頁/共64頁一定條件下的平衡狀態(tài)

(V正=V逆)條件改變

(V正≠V逆)新條件下的平衡狀態(tài)

(V′正=V逆′)一、化學(xué)平衡的移動1．概念可逆反應(yīng)由一個

變?yōu)榱硪粋€

的過程。2．原因條件的改變引起反應(yīng)速率的改變，使

。3．平衡移動的結(jié)果正、逆反應(yīng)速率發(fā)生改變，平衡混合物中各組分的濃度(或百分含量)發(fā)生

；最后達(dá)到新條件下的

。平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)v(正)≠v(逆)改變新平衡狀態(tài)第4頁/共64頁Q≠KQ1=K1c1

a1恒定V（正）=V（逆）平衡狀態(tài)Ⅰ化學(xué)平衡的移動平衡狀態(tài)Ⅱ

Q2=K2

c2

a2恒定V′（正）=V′（逆）條件改變一段時間后平衡遭破壞第5頁/共64頁研究對象：研究方法：方案設(shè)計：1、溫度對化學(xué)平衡的影響實驗驗證法實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象結(jié)論將充有NO2的燒瓶放入冷水中紅棕色變

，溫度降低，平衡向

移動將充有NO2的燒瓶放入熱水中紅棕色變

，溫度升高，平衡向

移動淺深正逆2NO2(g)N2O4(g);△H<0第6頁/共64頁思考溫度變化，化學(xué)平衡為什么會發(fā)生移動？移動有什么規(guī)律？分析2NO2(g)N2O4(g)；△H=-57KJ/mol已知：N2O4濃度

。K=[N2O4][NO2]2K變

，平衡

。升溫顏色加深NO2濃度

，變大變小變小向左移動升高溫度，K變

，變大向右移動同理：降低溫度，平衡

。結(jié)論：溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)實現(xiàn)的

第7頁/共64頁小結(jié)：溫度對化學(xué)平衡的影響其他條件不變時升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動。第8頁/共64頁思考如果溫度不變，平衡常數(shù)也不變，平衡能移動嗎？K=[N2O4][NO2]2Q=（N2O4）（NO2）2KQ2NO2

(g)

N2O4(g);△H<0平衡

移K=Q平衡

移Q<K平衡Q>K我們可以通過改變反應(yīng)物或生成物的濃度，來使平衡移動。第9頁/共64頁理論預(yù)測平衡移動方向KQ大小關(guān)系預(yù)測:反應(yīng)物或生成物濃度的改變

增加反應(yīng)物濃度（A或B）增大生成物濃度(C或D)減少反應(yīng)物濃度(A或B)減少生成物濃度（C或D）aA+bBcC+dD濃度對化學(xué)平衡的影響Q

＜KQ

＞K平衡正向移動平衡逆向移動第10頁/共64頁改變濃度Q、K關(guān)系平衡移動方向增大反應(yīng)物增大c(FeCl3)或c(KSCN）增大生成物增大c[Fe(SCN)3]正向逆向

請根據(jù)反應(yīng)Fe3+(aq)

+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)的平衡常數(shù)K

與濃度商Q=

的關(guān)系,討論改變反應(yīng)物或生成物濃度對化學(xué)平衡的影響。Q<KQ>K交流研討c(Fe3+)c3(SCN-)c[Fe(SCN)3]濃度對化學(xué)平衡影響的原因：改變了濃度商Q，使Q≠K,進(jìn)而影響化學(xué)平衡改變濃度，若Q<K，平衡正向移動；若Q>K，平衡逆向移動。第11頁/共64頁小結(jié)：濃度對化學(xué)平衡的影響其他條件不變：增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動；減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動。注意：此結(jié)論只適用于氣體或溶液，改變純固體、純液體的量對化學(xué)平衡無影響。第12頁/共64頁2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H

=_197.8kJ·mol-1是硫酸制造工業(yè)的基本反應(yīng)。在生產(chǎn)中通常采用通入過量的空氣的方法。為什么？

提高O2在原料氣中的比例，使SO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高，從而降低生產(chǎn)成本。思考第13頁/共64頁原平衡狀態(tài)

新平衡狀態(tài)

平衡移動濃度借助Q與K的相對大小進(jìn)行判斷

升高溫度，平衡向吸熱方向移動

降低溫度，平衡向放熱方向移動溫度溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)來實現(xiàn)的改變濃度，若Q>K，平衡逆向移動改變濃度，若Q<K，平衡正向移動小結(jié)第14頁/共64頁思考：壓強的變化對化學(xué)平衡有何影響?可逆反應(yīng)Q、K的表達(dá)式改變壓強對平衡的影響增大壓強減小壓強N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)N2O42NO2正向移動逆向移動逆向移動正向移動不移動不移動提醒：若沒有特殊說明，壓強的改變就默認(rèn)為改變?nèi)萜魅莘e的方法來實現(xiàn)，如增大壓強，就默認(rèn)為壓縮氣體體積使壓強增大。第15頁/共64頁在其它條件不變的情況下，△vg=0,改變壓強,平衡不移動△vg≠0,增大壓強，平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小方向移動減小壓強，平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大方向移動結(jié)論:壓強對化學(xué)平衡的影響：注意：只適用于有氣體參與的反應(yīng)通俗點說：①不等氣反應(yīng)增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動；減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動。②等氣反應(yīng)改變壓強，平衡不移動。第16頁/共64頁早在1888年，法國科學(xué)家勒﹒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律，并總結(jié)出著名的勒﹒夏特列原理，也叫化學(xué)平衡移動原理：改變影響化學(xué)平衡的一個因素，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。說明：研究對象一定是處于平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)；只適用于改變影響平衡的一個條件；平衡的移動結(jié)果只能“減弱”而不能“消除”這種改變。第17頁/共64頁1、在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)＋C(s)2CO(g)

ΔH>0，達(dá)到平衡后，改變下列條件，則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化：(1)增加C，平衡________，c(CO)______。(2)減小密閉容器體積，保持溫度不變，則平衡________________，c(CO2)________。(3)通入N2，保持密閉容器體積和溫度不變，則平衡________，c(CO2)________。(4)保持密閉容器體積不變，升高溫度，則平衡________________，c(CO)________。

練習(xí)第18頁/共64頁3．已知化學(xué)反應(yīng)2A(?)+B(g)2C(?)達(dá)到平衡，當(dāng)增大壓強時，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則()A．A是氣體，C是固體B．A、C均為氣體

C．A、C均為固體D．A是固體，C是氣體

2．某一化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物都是氣體，改變下列條件一定能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是()A．增大反應(yīng)物濃度B．減小反應(yīng)容器的體積

C．增大生成物濃度D．升高反應(yīng)溫度AD練習(xí)第19頁/共64頁4、關(guān)節(jié)炎病因是在關(guān)節(jié)滑液中形成尿酸鈉晶體，尤其在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關(guān)節(jié)疼痛。其化學(xué)機理為：①HUr+H2OUr-+H3O+

尿酸尿酸根離子②Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)下列對反應(yīng)②敘述中正確的是()A.正反應(yīng)的△H>0B.正反應(yīng)的△H<0C.升高溫度，平衡正向移動

D.降低溫度，平衡正向移動BD第20頁/共64頁3、(2007上海，25)

一定條件下,在體積為3L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)：

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)(1)反應(yīng)達(dá)到平衡時,平衡常數(shù)表達(dá)式K=＿＿＿＿＿,升高溫度,K值＿＿＿(填“增大”“減小”或“不變”)。（后略）300℃500℃otBtA時間(min)nAnB甲醇的物質(zhì)的量(mol)減小第21頁/共64頁第22頁/共64頁思考：化學(xué)平衡的基本特征是v正

=v逆，那么，是否能用速率來解釋化學(xué)平衡？從速率角度分析化學(xué)平衡狀態(tài)第23頁/共64頁溫度對化學(xué)平衡的影響2NO2(g)N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol(紅棕色)(無色)NO2濃度增大

NO2濃度減小

混合物受熱時顏色（）混合物遇冷時顏色（）現(xiàn)象分析：加深變淺平衡向吸熱反應(yīng)方向移動平衡向放熱反應(yīng)方向移動第24頁/共64頁溫度對化學(xué)平衡的影響在其它條件不變的情況下：升高溫度，化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動；降低溫度，化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動。規(guī)律:第25頁/共64頁t0vV(正)V(逆)原平衡V’

(正)V’

(逆)新平衡正反應(yīng)△H﹥00vtV(正)V(逆)原平衡V’

(正)V’

(逆)新平衡正反應(yīng)△H﹤0升高溫度1、溫度升高時，正逆反應(yīng)速率均（），但

，故平衡向

方向移動；增大?(吸)>?(放)吸熱反應(yīng)原因分析:第26頁/共64頁降低溫度正反應(yīng)△H﹥00vtV(正)V(逆)原平衡V’

(逆)V’

(正)新平衡0vtV(正)V(逆)原平衡V’

(正)V’

(逆)新平衡正反應(yīng)△H﹤02、溫度降低時，正逆反應(yīng)速率均（），但

，故平衡向

方向移動；減小?(吸)<?(放)放熱反應(yīng)原因分析:第27頁/共64頁例：某一可逆反應(yīng)，A＋B

C，在一定條件下達(dá)平衡，C的含量與時間，溫度關(guān)系如圖所示，則：(1)：T1＿＿＿T2(2)：正反應(yīng)為＿＿＿熱反應(yīng)T1T2t1t2tC%＞放第28頁/共64頁現(xiàn)象及分析滴加飽和FeCl3溶液滴1mol/LKSCN溶液滴加NaOH溶液現(xiàn)象Fe3++3SCN-Fe(SCN)3增大c(Fe3+)增大c(SCN-)紅色加深C[Fe(SCN)3)增大平衡破壞平衡正向移動結(jié)論:增大反應(yīng)物的濃度平衡向正反應(yīng)方向移動減小c(Fe3+)紅色變淺C[Fe(SCN)3)減小平衡破壞平衡逆向移動結(jié)論:減小反應(yīng)物的濃度平衡向逆反應(yīng)方向移動Fe3++3OH-〓Fe(OH)3↓紅色加深紅色加深有紅褐色沉淀生成，溶液紅色變淺濃度對化學(xué)平衡的影響

第29頁/共64頁濃度對化學(xué)平衡的影響

在其他條件不變時,增大反應(yīng)物濃度或減小生成物的濃度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動;減小反應(yīng)物濃度或增大生成物的濃度化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動學(xué)與問:其他條件不變時,如果增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,正、逆反應(yīng)速率如何變化？平衡如何移動？正、逆反應(yīng)速率變化與平衡移動有何關(guān)系？規(guī)律:第30頁/共64頁0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’

(逆)V’

(正)V’(正)=V’(逆)增大生成物的濃度0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’

(正)V’

(逆)V’(正)=V’(逆)減小生成物的濃度平衡正向移動平衡逆向移動思考:增大反應(yīng)物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度呢?原因分析:v,正>v,逆v,逆>v,正第31頁/共64頁t2v”正=v”逆V’逆V,正t3v正=v逆v正v逆t1t（s）

v（molL-1.S-1）0

平衡狀態(tài)Ⅰ平衡狀態(tài)Ⅱ增大反應(yīng)物濃度速率-時間關(guān)系圖：原因分析:增加反應(yīng)物的濃度,v,正>v,逆，平衡向正反應(yīng)方向移動；第32頁/共64頁減小反應(yīng)物濃度V’逆vtV逆V’正V’正=V’逆平衡逆向移動V’逆>V’正V正結(jié)論：其它條件不變的情況下①增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度平衡向正方向移動②增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡向逆方向移動濃度變化對化學(xué)平衡的影響第33頁/共64頁由以上四圖可以得出結(jié)論：1）改變反應(yīng)物濃度瞬間，只能改變正反應(yīng)速率改變生成物濃度瞬間，只能改變逆反應(yīng)速率2）改變濃度瞬間，若v(正)>v(逆)，平衡向正反應(yīng)方向移動若v(逆)>v(正)，平衡向逆反應(yīng)方向移動3）新舊平衡速率比較：增大濃度，新平衡速率大于舊平衡速率減小濃度，新平衡速率小于舊平衡速率第34頁/共64頁應(yīng)用：

在工業(yè)生產(chǎn)中適當(dāng)增大廉價反應(yīng)物的濃度，使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，可以提高價格較高原料的轉(zhuǎn)化率，以降低生產(chǎn)成本2SO2(g)+O2(g)SO3(g)的平衡體系中，為了提高SO2的利用率，可采用什么措施？催化劑思考：練習(xí)1、在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0達(dá)到平衡后，改變下列條件，則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化：（2）增加碳，平衡

,C(co).（1）增加CO2，平衡________，Ｃ(co)________。不移動不變正向移動增大第35頁/共64頁壓強變化對化學(xué)平衡的影響交流與討論:壓強的變化對化學(xué)平衡有何影響?可逆反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式改變壓強對平衡的影響增大壓強減小壓強N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)N2O42NO2正向移動逆向移動逆向移動正向移動不移動不移動第36頁/共64頁對反應(yīng)N2O4

2NO2，平衡常數(shù)當(dāng)增大壓強時會使對反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，平衡常數(shù)對反應(yīng)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g),平衡常數(shù)原因分析:1、從平衡常數(shù)角度分析:平衡正向移動<KC(N2)C2(NH3)C3(H2)當(dāng)增大壓強時會使>KC(N2O4)C2(NO2)平衡逆向移動當(dāng)增大壓強時仍=KC(N2O4)C2(NO2)平衡不移動第37頁/共64頁t0vV(正)V(逆)原平衡V’

(氣體分子數(shù)縮小方向)V’

(氣體分子數(shù)增大的方向)新平衡2、從反應(yīng)速率的角度分析：（1）增大壓強時，正逆反應(yīng)速率都

，但

，故平衡向

方向移動；增大?(氣體分子數(shù)減小方向)>?(氣體分子數(shù)增大方向)氣體分子數(shù)減小當(dāng)增大壓強時：對反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，第38頁/共64頁（2）減小壓強時，正逆反應(yīng)速率都

，但

，故平衡向

方向移動；減小?(氣體分子數(shù)增大方向)>?(氣體分子數(shù)減小方向)氣體分子數(shù)增大0vtV(正)V(逆)原平衡V’

(氣體分子數(shù)增大方向)V’

(氣體分子數(shù)減小方向)新平衡2、從反應(yīng)速率的角度分析：當(dāng)減小壓強時：對反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，第39頁/共64頁Vt0V(正)V(逆)⑤增大壓強⑥減小壓強Vt0V(正)V(逆)V正=V逆V正=V逆（3）增大壓強時，正逆反應(yīng)速率都

，但

，減小壓強時，正逆反應(yīng)速率都

，但

，故平衡

移動。增大增大程度相同減小減小程度相同不對反應(yīng)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g),第40頁/共64頁mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)（2）若m+n＝p+q：（1）若m+n==p+q：增大壓強，平衡往氣體分子數(shù)減少的方向移動；減小壓強，平衡往氣體分子數(shù)增加的方向移動。壓強改變，平衡不發(fā)生移動。結(jié)論：2、壓強變化對化學(xué)平衡的影響對于有氣體參與的反應(yīng)：密閉容器充入”稀有氣體”a、恒壓→即”減壓”;b、恒容→速率不變，平衡不移動.注意：第41頁/共64頁練習(xí)2、在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0達(dá)到平衡后，改變下列條件，則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化：（2）減小密閉容器體積，保持溫度不變，則平衡

;c(CO2)

。（3）通入N2，保持密閉容器體積和溫度不變，則平衡

;c(CO2)

。

（4）通入N2，保持密閉容器壓強和溫度不變，則平衡

;c(CO2)

。

逆向移動增大不移動不變正向移動減小第42頁/共64頁4、催化劑對化學(xué)平衡的影響0vV(正)V(逆)原平衡t新平衡

催化劑同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率（V正＝V逆）使用催化劑，對化學(xué)平衡無影響。正催化劑能縮短平衡到達(dá)的時間第43頁/共64頁例.右圖曲線a表示放熱反應(yīng)X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)進(jìn)行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的關(guān)系。若要改變起始條件，使反應(yīng)過程按b曲線進(jìn)行，可采取的措施是（）A．升高溫度B．加大X的投入量C．加催化劑D．減小體積Ｃ第44頁/共64頁影響平衡的條件平衡移動的方向平衡移動的結(jié)果濃度增大反應(yīng)物減小生成物減小反應(yīng)物增大生成物壓強增大壓強減小壓強溫度升高溫度降低溫度向正向移動向逆向移動向體積縮小移動向體積增大移動向吸熱方向移動向放熱方向移動使反應(yīng)物濃度減小使生成物濃度增大使反應(yīng)物濃度增大使生成物濃度減小使壓強減小使壓強增大使溫度降低使溫度升高化學(xué)平衡移動小結(jié):第45頁/共64頁平衡正向移動平衡逆向移動濃度變化對化學(xué)平衡影響的分析:v,正>v,逆0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’

(正)V’

(逆)V’(正)=V’(逆)增大反應(yīng)物的濃度0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’

(逆)V’(正)V’(正)=V’(逆)減小反應(yīng)物的濃度v,逆>v,正（1）反應(yīng)速率的變化（2）各成分的變化第46頁/共64頁t0vV(正)V(逆)原平衡V’

(氣體分子數(shù)縮小方向)V’

(氣體分子數(shù)增大的方向)新平衡當(dāng)增大壓強時：對反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，壓強變化對化學(xué)平衡影響的分析:（1）反應(yīng)速率的變化（2）各成分的變化第47頁/共64頁0vtV(正)V(逆)原平衡V’

(氣體分子數(shù)增大方向)V’

(氣體分子數(shù)減小方向)新平衡當(dāng)減小壓強時：對反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，壓強變化對化學(xué)平衡影響的分析:（1）反應(yīng)速率的變化（2）各成分的變化第48頁/共64頁Vt0V(正)V(逆)⑤增大壓強⑥減小壓強Vt0V(正)V(逆)V正=V逆V正=V逆對反應(yīng)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g),壓強變化對化學(xué)平衡影響的分析:（1）反應(yīng)速率的變化（2）各成分的變化第49頁/共64頁t0vV(正)V(逆)原平衡V’

(吸熱)V’

(放熱新平衡溫度變化對化學(xué)平衡影響的分析:（1）反應(yīng)速率的變化（2）各成分的變化對反應(yīng)：Co2+＋4Cl－

CoCl42－

△H>0升高溫度第50頁/共64頁0vtV(正)V(逆)原平衡V’

(放熱)V’

(吸熱)新平衡溫度變化對化學(xué)平衡影響的分析:（1）反應(yīng)速率的變化（2）各成分的變化對反應(yīng)：Co2+＋4Cl－

CoCl42－

△H>0降低溫度第51頁/共64頁0vV(正)V(逆)原平衡t新平衡催化