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- 2021-07-06 发布
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第二章 化学反应速率和化学平衡
12 二月 2021
第三节 化学平衡移动
1
一、化学平衡的移动
小结:化学平衡的研究对象是
——————
,化学平衡是有条件限制的
————
平衡,只有在
————————
时才能保持平衡,当外界条件(浓度、温度、压强)改变时,化学平衡会被
————
,反应混合物里各组分的含量不断
—— — ——
,由于条件变化对正逆反应速率的影响不同,致使
v
正
——
v
逆
,然后在新条件下建立
— ———
可逆反应
动态
条件一定
破坏
发生变化
新的平衡
≠
2
1
、化学平衡移动的定义:
化学上把这种
可逆反应中旧化学平衡的破坏
、
新化学平衡建立的过程
叫做化学平衡的移动
2
、化学平衡的移动方向的速率判断:
⑴
若外界条件变化引起
v
正
>
v
逆
:
平衡向正反应方向移动
⑵
若外界条件变化引起
v
正
<
v
逆
:
平衡向逆反应方向移动
⑶
若外界条件变化引起
v
正
=
v
逆
:
旧平衡未被破坏,平衡不移动
3
二、影响化学平衡的条件
1
、浓度对化学平衡的影响
【实验
2
-
5
】
【实验
2
-
6
】
结论:
增大任何一种反应物浓度使化学平衡
向
———
反应方向移动
正
4
移动方向
速率变化
减小反应物浓度
减小生成物浓度
增大生成物浓度
增大反应物浓度
平衡移动原因
浓度变化对反应速率的影响
v
正
首先增大
v
逆
随后增大
且
v’
正
>
v’
逆
正反应方向
v
逆
首先增大
v
正
随后增大
且
v’
逆
>
v’
正
逆反应方向
v
逆
首先减小
v
正
随后减小
且
v’
正
>
v’
逆
正反应方向
v
正
首先减小
v
逆
随后减小
且
v’
逆
>
v’
正
逆反应方向
5
结论:
当其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向
————
反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,化学平衡向
————
反应方向移动。
正
逆
6
思考:某温度下,反应
C(s)+H
2
O(g) CO(g)+H
2
(g)
达到平衡后,增加或移去一部分碳固体,化学平衡移动吗?为什么?
结论:平衡不移动,因为固体或纯液体的浓度是常数,其用量的改变不会影响
v
正
和
v
逆
,化学平衡不移动
强调:
气体或溶液浓度的改变会引起反应速
率的变化,纯固体或纯液体
用量
的变化
不会
引起反应速率改变,化学平衡
不移动
7
2
、压强对化学平衡的影响
讨论:压强的变化对化学反应速率如何影响?
v
正
和
v
逆
怎样变化?
结论:
压强增大
,
v
正
和
v
逆
同时
增大,压强减小
,
v
正
和
v
逆
同时减小
。
问题:压强的变化如何改变不同反应的
v
正
和
v
逆
的倍数
?
8
N
2
(g)+3H
2
(g) 2NH
3
(g)
反应中,压强变化和
NH
3
含量的关系
压强(
MPa)
1
5
10
30
60
100
NH
3
%
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
结论:
压强增大,
NH
3
%增大,平衡向
正反应方向移动。
增大压强,平衡向气体体积缩小方向移动。
减小压强,平衡向气体体积增大方向移动。
9
思考:
对于等体积的气体反应,压强改变
将怎样影响化学平衡?
结论:
由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应速率,
v’
正
=
v’
逆
,化学平衡不移动,但反应速率改变。
例、在反应
I
2
(g)+H
2
(g)
2HI (g)
中增大压强
v
t
v’
正
=
v’
逆
v
正
=
v
逆
10
讨论:
压强的变化不会影响固体或气体物质的反应速率,压强的变化会使固态或液态反应的化学平衡移动吗?
结论:
无气体参加的反应
,
压强的改变
,
不能使化学平衡移动
11
强调:
当压强改变时一定要有对应的体积的改变。理解并记住一个
通用结论
:
当容器体积(或气体体积)增大时,平衡向着气体分子数变大的方向移动;当容器体积变小时,平衡向着气体分子数减小的方向移动;当然;如果气体分子数反应前后不变,无论怎样改变压强平衡不移动!
讨论:在
N
2
(g)+3H
2
(g)
2NH
3
(g)
密闭反应体系中,充入
He
气体:
⑴
容积不变时,反应物质浓度
—————
,反应速率
————
,化学平衡
——————
;
⑵
气体压强不变时,容器的体积
________
,各气体的浓度
_____
, 反应速率
—————
,化学平衡向
——————
方向移动
不变
不变
不移动
减小
增大
逆反应
减小
12
3
、温度对化学平衡的影响
讨论:
温度的变化对化学反应速率如何影响?
v
正
和
v
逆
怎样变化?
结论:
温度升高
,
v
正
和
v
逆
同时
增大
;
温度降低
,
v
正
和
v
逆
同时减小
。
问题:温度的变化如何改变不同反应的
v
正
和
v
逆
的倍数
?
【实验
2-7
】
2NO
2
N
2
O
4
△H
<
0
13
实验现象:温度升高,混合气体颜色加深,
——————————
,平衡向
——————
方向移动;温度降低,混合气体颜色变浅,
————————————
,平衡向
——————
方向移动
NO
2
浓度增大
逆反应
NO
2
浓度减小
正反应
结论:
升高温度化学平衡向
—————————
移动,
吸热反应方向
降低温度化学平衡向
—————————
移动,
放热反应方向
14
4
、化学平衡移动原理
——
勒夏特列原理
原理:
如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强等),化学平衡就向
减弱
这种改变的方向移动。
①
此原理只适用于
已达平衡
的体系
②
平衡移动方向与条件改变方向相反。
ps
:
③
移动的结果
只能是减弱外界条件的该变量,但不能抵消。
15
讨论:反应
N
2
(g)+3H
2
(g)
2NH
3
(g) △H
<
0
,达到化学平衡,改变下列条件,根据反应体系中的变化填空:
①
若
N
2
的平衡浓度为
a mol/L
,其他条件不变时,充入
N
2
使其浓度增大到
b mol/L
后平衡向
——————
方向移动,达到新平衡后,
N
2
的浓度为
c mol/L
,则
a
、
b
、
c
的大小为
———————
;
②
若平衡体系的压强为
P
1
,之后缩小反应体系体积使压强增大到
P
2
,此时平衡向
——————
方向移动,达到新平衡后 体系的压强为
P
3
,则
P
1
、
P
2
、
P
3
的大小为
③
若平衡体系的温度为
T
1
,之后将温度升高到
T
2
,此时平衡向
——————
方向移动,达到新平衡后 体系的温度为
T
3
,则
T
1
、
T
2
、
T
3
的大小为
—— ————————
。
正反应
a
<
c
<
b
正反应
P
1
<
P
3
<
P
2
逆反应
T
1
<
T
3
<
T
2
16
5
、催化剂对化学平衡的影响
讨论:催化剂怎样改变
v
正
和
v
逆
?
小结:
同步、等倍数改变
v
正
和
v
逆
结论:
催化剂不能使化学平衡发生移动;不能改变反应混合物的百分含量;但可以改变达到平衡的时间。
v
t
v’
正
=
v’
逆
v
正
=
v
逆
含量
t
t
1
t
2
17
1.
已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是
①
生成物的百分含量一定增加
②
生成物的产量一定增加
③
反应物的转化率一定增大
④
反应物浓度一定降低
⑤
正反应速率一定大于逆反应速率
⑥
使用了合适的催化剂
A
、
① ② B
、
② ⑤ C
、
③ ⑤ D
、
④ ⑥
B
18
2.
恒温下
,
反应
aX
(g)
bY
(g)
+cZ
(g)
达到平衡后
,
把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时
, X
的物质的量浓度由
0.1mol/L
增大到
0.19mol/L,
下列判断正确的是
: A. a
>
b+c B. a
<
b+c C. a
=
b+c D. a
=
b=c
A
19
3
、容积固定的密闭容器中存在已达平衡的
可逆反应
2A
(
g
)
2B+C(△H>0)
,若随着温度升高,气体平均相对分子质量减小,则下列判断正确的是( )
A
、
B
和
C
可能都是液体
B
、
B
和
C
肯定都是气体
C
、
B
和
C
可能都是固体
D
、若
C
为固体,则
B
一定是气体
D
20