内容正文:
第三单元|化学平衡的移动
一、化学平衡的移动及浓度变化对化学平衡移动的影响
化学平衡的移动 概念 当平衡体系条件改变时,原有平衡状态被破坏,一段时间后会达到新的平衡状态,从一个平衡状态变为另一个平衡状态,称为化学平衡的移动
实质 改变条件后①v正≠v逆,②各组分的百分含量发生改变
过程分析
橙
黄
正
逆
续
表
浓度变化对化学平衡移动的影响 结论 在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向 方向移动;减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡向
方向移动
[微思考]
增加反应物的量,化学平衡一定正反应方向移动吗?
提示:由于固体、纯液体浓度可以看作是定值,因此量的改变,对化学平衡不一定有影响。
续表
正反应
逆反应
续
表
正
平衡
逆
二、压强、温度变化对化学平衡的影响
浓度
正向
不发生
逆向
温度变化对化学平衡的影响 原因 温度改变使化学平衡常数改变
结论 升高温度,化学平衡向 反应方向移动;降低温度,化学平衡向 反应方向移动
化学平衡移动原理及应用 内容 改变影响化学平衡的一个因素,平衡将向着能够 这种改变的方向移动,这就是勒夏特列原理,也称为化学平衡移动原理
续表
吸热
放热
减弱
化学平衡移动原理及应用 应用 在合成氨工业中(反应原理N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0),人们充分利用化学平衡移动原理来选择和优化反应条件,改进工艺和装置,提高氨的产率,具体措施如下:
措施 原因
加入过量的N2 促进平衡正向移动,提高H2的转化率
采用适当的催化剂 加快反应速率
采用高压 有利于平衡向正反应方向移动
采用较高温度 加快反应速率同时提高催化剂的活性
不断将氨液化,并移去液氨 促进平衡正向移动,提高原料利用率
续表
[微点拨]
①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,可以不予考虑。
②改变体系压强的方法并不只有通过改变容器体积实现,还可能通过在恒容条件下充入某种气体或者升高温度等手段实现。
续表
[微思考]
化学平衡常数改变,平衡一定移动吗?改变条件而化学平衡移动时,平衡常数一定改变吗?
[微点拨]
合成氨反应的投料比选择1∶2.8是适当地提高了氮气的投入量,既加快了化学反应速率,又提高了氢气的转化率,从而提高经济效益。
提示:平衡一定移动。化学平衡常数只受温度影响,温度改变化学平衡常数一定改变。但是其他因素改变导致的化学平衡移动时,化学平衡常数不变。
续表
1.t2时刻改变的条件是什么?
提示:t2时刻,改变条件的瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,且平衡正向移动,因此应为增加了反应物的浓度。
2.t4时刻改变了什么条件?
提示:由于此时正、逆反应速率同时增大,且平衡不移动,由于该反应是反应前后气体体积改变的反应,因此t4时刻改变的条件是加入了催化剂。
3.t5时刻改变的实验条件是什么?
提示:t5时刻逆反应速率瞬间减小,正反应速率不变,平衡正向移动,因此改变的条件为减少了产物的浓度。
4.t7时刻改变的实验条件是什么?
提示:由于正、逆反应速率同时减小且平衡正向移动,因此改变的条件为降低了体系的温度。
[生成认知]
1.外界条件的改变对平衡移动影响的分析
条件变化 v正 v逆 v正与v逆 移动方向 说明
反应物浓度增大 增大 不变 v正>v逆 向右 固体或纯液体浓度视为常数
生成物浓度减小 不变 减小
反应物浓度减小 减小 不变 v正<v逆 向左
生成物浓度增大 不变 增大
升高温度 正反应吸热 增大 增大 v正>v逆 向右 升高或降低温度,v正与v逆增加或减小程度不同
正反应放热 增大 增大 v正<v逆 向左
降低温度 正反应吸热 减小 减小 v正<v逆 向左
正反应放热 减小 减小 v正>v逆 向右
压缩体积增大压强 体积减小 增大 增大 v正>v逆 向右 反应物、产物都是固体或液体,压强对平衡无影响
体积不变 增大 增大 v正=v逆 不移动
体积增大 增大 增大 v正<v逆 向左
容积不变,
充入非反应气体 不变 不变 v正=v逆 不移动 分压不变
续表
压强不变充入非反应气体,体积增大 体积减小 减小 减小 v正<v逆 向左 相当于减压
体积不变 减小 减小 v正=v逆 不移动
体积增大 减小 减小 v正>v逆 向右
使用
催化剂 — 增大 增大 v正=v逆 不移动 正逆反应速率增加程度相同
续表
3.平衡移动的应用
判断物质状态 根据压强的改变和平衡移动的方向判断反应物或反应产物是否为气态物质