选修化学平衡移动省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

选修四选修四 化学反应原理专题二第三单元化学反应原理专题二第三单元化学平衡移动第第1页页1.概念概念:一一.化学平衡移动化学平衡移动 2.研究对象：研究对象：已建立平衡状态体系已建立平衡状态体系 改变外界条件，破坏原有化学平改变外界条件，破坏原有化学平衡状态，建立新化学平衡状态过程衡状态，建立新化学平衡状态过程叫做化学平衡移动。叫做化学平衡移动。3.平衡移动本质原因平衡移动本质原因:v正正 v逆逆第第2页页条件改变建立新平衡建立新平衡破坏旧平衡破坏旧平衡一定时间一定时间 化学平衡移动化学平衡移动 平衡平衡1 v正正=v逆逆0 各组分含量保持恒定各组分含量保持恒定各组分含量保持恒定各组分含量保持恒定v正正,=v逆逆,0各组分含量保持新各组分含量保持新各组分含量保持新各组分含量保持新恒定恒定恒定恒定平衡平衡2v正正,v逆逆,各组分含量各组分含量各组分含量各组分含量在在在在不停改变不停改变不停改变不停改变第第3页页温温 度度浓浓 度度影响化学反应速率外界条件主要有哪些？化学反应速率压压 强强催化剂催化剂【思索】怎样经过改变条件来打破旧平衡？第第4页页 4.4.勒夏特列原理勒夏特列原理 改变影响平衡一个原因改变影响平衡一个原因（如浓度、（如浓度、温度或压强）温度或压强），平衡将向着能够减弱这，平衡将向着能够减弱这种改变方向移动。种改变方向移动。适用范围：适用范围：已到达平衡体系已到达平衡体系适用对象：适用对象：动态平衡动态平衡减弱含义：减弱含义：定性看定性看定性看定性看，平衡移动方向是减弱外界条件改，平衡移动方向是减弱外界条件改变方向；变方向；定量看定量看定量看定量看，平衡移动结果只是减弱了外界条件改变，而不，平衡移动结果只是减弱了外界条件改变，而不能完全抵消外界条件改变量。能完全抵消外界条件改变量。第第5页页二、影响化学平衡移动条件CrCr2 2OO7 72 2H H2 2OO 2CrO2CrO4 42 22H2H 橙色橙色 黄色黄色黄色黄色1、浓度改变对化学平衡影响、浓度改变对化学平衡影响试验步骤：试验步骤：1.向试管中加入向试管中加入4mL0.1mol/L K2CrO4溶液，在溶液，在滴入数滴滴入数滴1mol/L HNO3溶液，观察溶液颜色溶液，观察溶液颜色改变。改变。2.将上述溶液分成两份，向其中一份中滴加将上述溶液分成两份，向其中一份中滴加1mol/LNaOH溶液，观察溶液颜色改变，并溶液，观察溶液颜色改变，并和另一份溶液作对比。和另一份溶液作对比。试验现象试验现象试验结论试验结论试验试验1试验试验2溶液由黄色向溶液由黄色向橙色转变橙色转变溶液由橙色向溶液由橙色向黄色转变黄色转变增大反应物浓度增大反应物浓度,可可使化学平衡向正反使化学平衡向正反应方向移动应方向移动减小反应物浓度减小反应物浓度,可可使化学平衡向逆反使化学平衡向逆反应方向移动应方向移动第第6页页用平衡常数解释化学平衡移动K=C(CrO42-)2C(Cr2O72-)C(H+)2 Cr Cr2 2OO7 72 2H H2 2O 2CrOO 2CrO4 42 22H2H Qc=C(CrO42-)2C(Cr2O72-)C(H+)2第第7页页结论：结论：其它条件不变情况下其它条件不变情况下增大反应物浓度增大反应物浓度增大反应物浓度增大反应物浓度oror减小生成物浓度减小生成物浓度减小生成物浓度减小生成物浓度，平衡向正方向移动平衡向正方向移动平衡向正方向移动平衡向正方向移动增大生成物浓度增大生成物浓度增大生成物浓度增大生成物浓度oror减小反应物浓度减小反应物浓度减小反应物浓度减小反应物浓度,平衡向逆方向移动平衡向逆方向移动平衡向逆方向移动平衡向逆方向移动注意：注意：1增加固体纯液体量，平衡不移动增加固体纯液体量，平衡不移动 2溶液中反应，稀释溶液，平衡向化学计量溶液中反应，稀释溶液，平衡向化学计量数增大方向移动数增大方向移动3只有实际参加反应离子浓度对平衡有影响只有实际参加反应离子浓度对平衡有影响4工业上使用增大廉价反应物浓度来提升另一反应工业上使用增大廉价反应物浓度来提升另一反应物转化率物转化率第第8页页思索：思索：1、在二氧化硫转化为三氧化硫过程中，应该怎样、在二氧化硫转化为三氧化硫过程中，应该怎样经过改变浓度方法来提升该反应程度？经过改变浓度方法来提升该反应程度？2、可逆反应、可逆反应H2O(g)C(s)CO(g)H2(g)在在一定条件下达平衡状态，改变以下条件，能否引一定条件下达平衡状态，改变以下条件，能否引发平衡移动？发平衡移动？CO浓度有何改变浓度有何改变?增大水蒸气浓度增大水蒸气浓度 加入更多碳加入更多碳 增加增加H2浓度浓度增加氧气浓度增加氧气浓度 第第9页页2、压强对化学平衡影响、压强对化学平衡影响N2(g)+3H2(g)2NH3(g)1.现对此平衡容器体积缩小二分之一，问化学反应速率现对此平衡容器体积缩小二分之一，问化学反应速率怎样改变？怎样改变？2.化学平衡是否发生移动？怎样移动？化学平衡是否发生移动？怎样移动？压强压强/105Pa200300400500NH3物质量分数物质量分数0.3870.4780.5490.606前提条件：前提条件：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。第第10页页对有气体参加化学平衡：对有气体参加化学平衡：增大增大压强，平衡向气体分子数压强，平衡向气体分子数减小减小方向移动；方向移动；减小减小压强，平衡向气体分子数压强，平衡向气体分子数增大增大方向移动。方向移动。压强经过改变体积来影响浓度，进而影响平衡！结论：结论：其它条件不变情况下其它条件不变情况下第第11页页V(molL-1S-1)T(s)0V正正=V逆逆V正正=V逆逆t2例：例：I2 +H2 2HI增大致系压强，增大致系压强，平衡不移动，平衡不移动，但浓度增大，颜色加深，速率加紧！但浓度增大，颜色加深，速率加紧！2.充入充入”惰性气体惰性气体”a 恒温恒压恒温恒压 当成当成”减压减压”b 恒温恒容恒温恒容 速率不变，平衡不速率不变，平衡不移动移动注意：注意：1对等体反应，压强改变对化学平衡移动无影响对等体反应，压强改变对化学平衡移动无影响第第12页页1、在密闭容器中进行以下反应、在密闭容器中进行以下反应CO2(g)+C(s)2CO(g)H 0到达平衡后，改变以下条件，则指定物质浓度及平到达平衡后，改变以下条件，则指定物质浓度及平衡怎样改变：衡怎样改变：（2）减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡）减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡 ;c(CO2)。（3）通入）通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡衡 ;c(CO2)。（4）通入）通入N2，保持密闭容器压强和温度不变，则平，保持密闭容器压强和温度不变，则平衡衡 ;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第第13页页2.恒温下恒温下,反应反应aX(g)bY(g)+cZ(g)到达平到达平衡后衡后,把容器体积压缩到原来二分之一且到把容器体积压缩到原来二分之一且到达新平衡时达新平衡时,X物质量浓度由物质量浓度由0.1mol/L增大增大到到0.19mol/L,以下判断正确是以下判断正确是:A.ab+c B.ab+c C.ab+c D.ab=c A第第14页页3、温度改变对化学平衡影响、温度改变对化学平衡影响Co(H2O)62+4Cl CoCl42+6H2O H0 粉红色粉红色 蓝色蓝色步骤步骤溶液颜色溶液颜色平衡移动方向平衡移动方向热水热水 冷水冷水 溶液变蓝色溶液变蓝色溶液变粉红色溶液变粉红色升温升温升温升温平衡向正反应平衡向正反应方向移动方向移动降温降温降温降温平衡向逆反应平衡向逆反应方向移动方向移动第第15页页在其它条件不变情况下：在其它条件不变情况下：温度温度升高升高，化学平衡向，化学平衡向吸热吸热方向移动；方向移动；温度温度降低降低，化学平衡向，化学平衡向放热放热方向移动。方向移动。结论结论:1、温度升高时，正逆反应速率均（、温度升高时，正逆反应速率均（），但），但 ，故平衡向，故平衡向 方向移动；方向移动；2、温度降低时，正逆反应速率均（、温度降低时，正逆反应速率均（），但），但 ，故平衡向，故平衡向 方向移动；方向移动；增大增大(吸吸)(放放)吸热反应吸热反应减小减小(吸吸)(放放)放热反应放热反应第第16页页0vtV(正正)V(逆逆)V(正正)V(逆逆)t0A%4、催化剂对化学平衡影响、催化剂对化学平衡影响催化剂等程度影响正逆速率，能缩短达平衡时间，但无法使平衡移动第第17页页泛化泛化“勒夏特列原理勒夏特列原理”:承受外加限制条件系统含有反抗外承受外加限制条件系统含有反抗外加限制条件改变能力加限制条件改变能力。同学们，你们未来可能不在学习化学，你同学们，你们未来可能不在学习化学，你们可能把化学课上学习一切化学现象都忘们可能把化学课上学习一切化学现象都忘记，不过，不论怎样，请你们不要忘记勒记，不过，不论怎样，请你们不要忘记勒夏特列原理。这段话出自美国著名化学家夏特列原理。这段话出自美国著名化学家L.C.鲍林。鲍林。第第18页页思索：思索：思索：思索：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4KJ/mol依据化学平衡移动原理，工业上要提升合成氨产依据化学平衡移动原理，工业上要提升合成氨产率可采取哪些有效办法？率可采取哪些有效办法？第第19页页N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4KJ/mol压强压强/105Pa200300400500NH3物质量分数物质量分数0.3870.4780.5490.606400，不一样压强下不一样压强下N2和和H2反应生成反应生成NH3到达化学平衡状到达化学平衡状态时态时NH3物质量分数试验数据以下表：物质量分数试验数据以下表：在一定温度下，压强增大氨物质量分数增大在一定温度下，压强增大氨物质量分数增大第第20页页500105Pa，不一样温度下不一样温度下N2和和H2反应生成反应生成NH3到达化到达化学平衡状态时学平衡状态时NH3物质量分数试验数据以下表：物质量分数试验数据以下表：温度温度/400450500600NH3物质量分数物质量分数0.6060.4880.3780.208在一定压强下，温度升高氨物质量分数减小在一定压强下，温度升高氨物质量分数减小第第21页页结合化学反应速率和化学平衡原理以及材料设备等生产实际，合成氨工业中实际采取适宜条件是：v使用铁触媒催化剂 温度500左右 压强20-50MPa，及时分离氨，不停补充N2、H2第第22页页三、合成氨工业原料气制取原料气制取原料制取：原料制取：N2:液化空气蒸馏分离出液化空气蒸馏分离出O2取得取得N2或将空气中或将空气中O2 与碳作用产生与碳作用产生CO2后除去，以取得后除去，以取得N2H2:用水和燃料高温下制取用水和燃料高温下制取C+H2O(g)CO+H2CO+H2O(g)CO2+H2第第23页页三、合成氨工业原料气制取原料气制取分离分离合成合成压缩压缩净化净化液氨液氨N2 H2制得原料气需净化除杂制得原料气需净化除杂在适宜条件下，在合成塔中进行在适宜条件下，在合成塔中进行经冷凝使氨液化，将氨分离，以经冷凝使氨液化，将氨分离，以提升原料利提升原料利用率用率，将没有完全反应原料气循环送入合成，将没有完全反应原料气循环送入合成塔。塔。再用压缩机压缩至高压再用压缩机压缩至高压第第24页页原料气制取原料气制取分离分离合成合成压缩压缩净化净化液氨液氨N2 H2N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4KJ/mol第第25页页练习练习3：在一密闭容器中充入：在一密闭容器中充入1 molNO2,建立平衡：建立平衡：2NO2 N2O4测得测得NO2转化率为转化率为a%。在其它条件不变时，。在其它条件不变时，再充入再充入1 molNO2，待新平衡建立时，又测，待新平衡建立时，又测NO2转化率为转化率为b%,问问 a、b值大小关系。值大小关系。b a第第26页页