第二节 化学平衡 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 化学平衡 第一课时 化学平衡状态与化学平衡常数 1 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 浓度 时间 浓度—时间图 H2 N2 NH3 t0 刚开始时：反应物浓度________，正反应速率________ ，生成物浓度为_________，逆反应速率为_________ 。 反应过程中：反应物浓度_________ ，正反应速率_________ ， 生成物浓度_________ ，逆反应速率_________。 一段时间后:必然出现___________________。 最大 最大 0 0 渐小 渐小 渐大 渐大 υ正＝ υ逆 时间 速率 υ正＝ υ逆 化学平衡状态 υ正 υ逆 t0 速率—时间图 (a)充入一定量的N2和H2 (一)化学平衡的建立 一、化学平衡状态 浓度 时间 浓度—时间图 t0 H2 N2 NH3 时间 速率 υ正＝ υ逆 化学平衡状态 υ正 υ逆 t0 速率—时间图 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 (b)充入一定量的NH3 在一定条件下的可逆反应里，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 α ＝ ×100% 变化量 起始量 转化率： （二）化学平衡概念： 最大转化率 动态平衡 条件改变，原平衡状态被破坏，在新的条件下建立新的平衡 研究的对象是可逆反应 定 等 动 变 逆 υ(正)＝ υ(逆)≠0 各组分的含量保持一定，各组分的浓度保持一定。 （三）化学平衡状态的特征： 情景导入 表1 800 ℃时反应体系中各物质的浓度 序号 起始时的浓度 平衡时的浓度 平衡时 (×10-2 mol·L-1) (×10-2 mol·L-1) c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) 1 1 1 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 2 1 3 0 0 0.25 2.25 0.75 0.75 3 0.25 3 0.75 0.75 0.21 2.96 0.79 0.79 1.0 1.0 1.0 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 示例：800 ℃，在容积不变的密闭容器中发生反应： c(CO)•c(H2O) c(CO2)•c(H2) 一定温度下，表1中的反应达到化学平衡状态时，生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值是一个定值 情景导入 示例：在457.6℃时，反应体系各物质的浓度如下表所示： H2(g) + I2(g) 2HI(g) 序号 起始时的浓度(×10-3 mol·L-1) 平衡时的浓度(×10-3 mol·L-1) 平衡时 c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 1 11.97 6.944 0 5.617 0.594 12.70 2 12.28 9.964 0 3.841 1.524 16.87 3 12.01 8.403 0 4.580 0.973 14.86 4 0 0 15.20 1.696 1.696 11.81 5 0 0 12.87 1.433 1.433 10.00 6 0 0 37.77 4.213 4.213 29.34 3806 2882 3335 4106 4870 1653 不是定值 c (HI) c(H2)• c(I2) 情景导入 序号 起始时的浓度(×10-3 mol·L-1) 平衡时的浓度(×10-3 mol·L-1) 平衡时 c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 1 11.97 6.944 0 5.617 0.594 12.70 2 12.28 9.964 0 3.841 1.524 16.87 3 12.01 8.403 0 4.580 0.973 14.86 4 0 0 15.20 1.696 1.696 11.81 5 0 0 12.87 1.433 1.433 10.00 6 0 0 37.77 4.213 4.213 29.34 48.38 48.61 49.54 48.48 48.71 48.81 在一定温度下，以化学计量数为指数，生成物平衡时浓度幂之积与反应物平衡时浓度幂之积的比值是一个定值(扣除实验误差) H2(g) + I2(g) 2HI(g) H2(g) + I2(g) HI(g) + HI(g) c (HI) • c (HI) c(H2) • c(I2) 二、化学平衡常数和浓度商 =K 对于一般的可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 在任意时刻时： c 为任一时刻浓度 浓度商 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数。 化学平衡常数 c 为各组分的平衡浓度 (一)化学平衡常数和浓度商的概念与表达式 c2(NH3) K1＝ c(N2)•c3(H2) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) N2(g) + H2(g) NH3(g) 1 2 3 2 c2(NH3) K2＝ c(N2)•c3(H2) c(NH3) K3＝ c1/2(N2)•c3/2(H2) c2(NH3) c(N2)•c3(H2) c2(NH3) × c(N2)•c3(H2) K1•K2＝ ＝1 K32＝ c(NH3) c1/2(N2)•c3/2(H2) 2 ＝K1 注意1：反应平衡常数的表达式与方程式的关系： 练习1： K1 ＝ K2 1 ＝ K32 练习2： FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl 平衡浓度(mol/L) a b c d Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O c(Fe(SCN)3) K1＝ c(Fe3+)•c3(SCN- ) ＝ c a•b3 c(CH3COOC2H5)•c(H2O ) K1＝ c(CH3COOH)•c(C2H5OH ) 注意：若化学反应为离子反应，书写其化学平衡常数时应先改写成离子方程式 注意事项 书写平衡常数表达式的注意事项 (注意：若化学反应为离子反应，书写其化学平衡常数时应先改写成离子方程式再写) a. 若反应方向改变，则平衡常数改变；K逆＝1/K正 b. 若化学方程式中各物质的化学计量数成比例扩大或缩小n倍，化学平衡常数变为原来的 n 次幂或 1/n 次幂。 ① 平衡常数必须指明温度，表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度 ② 平衡常数表达式与化学方程式的书写一一对应 (注意：非水溶液中发生的反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数的表达式中) ③ 固体、液体纯物质的浓度视为常数，在表达式中不出现 练习3：写出下列反应的平衡常数K的表达式 ① C(s) + H2O(g) ⇌CO(g) + H2(g) ② FeO(s) + CO(g) ⇌Fe(s) + CO2(g) ③ 2KClO3(s) ⇌2KCl(s) + 3O2(g) ④ Cr2O72-+H2O ⇌2CrO42-+2H+ 练习4：下列三个反应的平衡常数K之间有什么关系 若干方程式相加(减)，总反应平衡常数等于分步平衡常数之积(商)。 ① 2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g) K1= ② 2NO2 (g) ⇌ N2O4 K2= ③ 2NO (g) +O2(g) ⇌ N2O4 (g) K= 方程①+ ②= ③ 则有 方程③ - ②= ① 则有 K1= K=K1  K2 注意2： 影响化学平衡常数的因素 反应中物质的性质 化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有性质的定量 内因 序号 起始浓度(×10-2 mol·L-1) 不同温度下的平衡常数(K ) c(H2) c(I2) c(HI) 457.6 ℃ 425.6 ℃ 25 ℃ 1 1.197 0.694 0 48.38 54.51 867 2 1.228 0.996 0 48.61 54.62 867 3 1.201 0.840 0 49.54 54.21 867 4 0 0 1.520 48.48 54.10 867 5 0 0 1.287 48.71 54.42 867 对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关。 外因 升高温度，吸热反应的平衡常数增大，放热反应的平衡常数减小。 降低温度，吸热反应的平衡常数减小，放热反应的平衡常数增大。 判断可逆反应热效应 (二)化学平衡常数的应用 K值越大，表示反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；一般来说，K>105时，反应就进行得基本完全 K值越小，表示反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 当10－5<K<105时，该反应为典型的可逆反应。 (1) 衡量化学反应进行的程度 化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（反应的限度）并不涉及反应时间和化学反应速率。 (2) 判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行 Q＜K ，反应向正方向进行，v正 > v逆 Q＝K ，反应处于平衡状态，v正 = v逆 Q＞K ，反应向逆方向进行，v正 < v逆 比较浓度商(Q)和平衡常数(K)的大小 Q ＝ cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) (3) 利用K可判断反应的热效应 升高温度 K值减小 反应程度减小 反应逆向进行 正反应∆H<0 K值增大 反应程度增大 反应正向进行 正反应∆H>0 若反应ΔH<0，升温平衡逆向移动，c(生成物)减小，c(反应物)增大，则K减小； (三)化学平衡常数的计算 例1：在某温度下，将H2和I2各0.1mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2) = 0.0080mol/L。 （1）求该反应的平衡常数。 （2）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2(g)各0.2mol，求达到化学平衡状态时各物质的浓度。 H2(g) + I2 (g) 2HI (g) 起始c/mol·L-1: c/mol·L-1: 平衡c/mol·L-1: 0.01 0.01 0 0.008 0.002 0.002 0.004 0.008 0.004 K = = = 0.25 H2(g) + I2 (g) 2HI (g) 0.02 0.02 0 0.02-χ 0.02-χ 2χ 2χ = 0.004 c(H2)=c(I2)=0.016mol·L-1; c(HI)=0.008mol·L-1 平衡转化率 反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示： 转化率越大，反应越完全！ 对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g) ⇋ 例2.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH4I(s) NH3(g) + HI(g) ②2HI(g) H2(g) + I2(g) 达到平衡时，c(H2) = 0.5 mol/L，c(HI) = 4 mol/L，则此温度下反应①的平衡常数为( ) A.9 B.16 C.20 D.25 C 第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 化学平衡 第二课时 影响化学平衡的因素1 23 新课导入 meiyangyang8602 思考：从CO中毒抢救方案中，你对化学平衡状态有什么新的认识？ 抢救CO中毒的患者，应首先要让患者迅速脱离中毒环境，转移到通风、空气流通的地方，积极纠正缺氧，可以及时用鼻导管或者面罩给予高浓度氧气。同时尽快拨打120，转移至有高压氧舱治疗的医院，高压氧舱治疗是一氧化碳中毒的首选方法，应该及时尽快给予高压氧舱治疗，改善机体组织的缺氧。 人体血液中的血红蛋白(Hb)可与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。 若肺中吸入CO会发生反应 CO＋HbO2 O2＋HbCO，HbCO浓度达到HbO2浓度的0.02倍时，会使人智力受损。 改变外界条件，平衡状态会发生移动。 新课导入 观看 三、化学平衡的移动 1.化学平衡移动 一定条件下 的化学平衡 条件改变 反应速率改变且变化量不同 平衡被破坏 非平衡状态 一段时间后 新条件下的 新化学平衡 v正＝ v逆 反应混合物中各组分的浓度恒定 v正≠ v逆 反应混合物中各组分的浓度发生变化 v'正＝ v'逆 反应混合物中各组分的浓度恒定 破坏旧平衡 建立新平衡 化学平衡的移动 任何可逆反应的终极目标是使 Q=K，即达到平衡 由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程 v t V’正=V’逆 V正=V逆 t1 V’正 V’逆 t2 V正 V逆 t3 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅱ 改变反应条件 化学平衡1 Q ＝ K 不平衡 Q ≠ K 一段时间 化学平衡2 2.化学平衡移动的图像分析 在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，化学体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。 （1）研究对象 已建立平衡状态的体系 （2）平衡移动的本质原因 v正≠ v逆 各组分的百分含量发生改变。 3.化学平衡移动的定义 28 v正＞ v逆： 平衡向正反应方向移动 v正＜ v逆： 平衡向逆反应方向移动 v正＝ v逆： 平衡未被破坏，平衡不移动 (1)速率判断： 条件改变 Q＜K，反应向正方向进行 Q = K，反应达到平衡状态 Q ＞K，反应向逆方向进行 (2)浓度商判断： 对于一般的可逆反应： mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) 4.化学平衡移动方向的判断方法 【例1】对于已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动，下列有关叙述正确的是 ①生成物的质量分数一定增加 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．①② B．②⑤ C．③④ D．④⑥ B 典例剖析 改变哪些反应条件可使Q ≠ K，从而改变化学平衡状态? 平衡常数只与温度有关 lnKθ＝- ∆rHm RT ＋C θ ＝Q cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) 浓度商只与浓度有关 改变温度 使K发生改变 改变浓度 使Q发生改变 思考讨论 31 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 c(N2) 1 0.9 0.8 0.75 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 c(H2) 3 2.7 2.4 2.25 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 c(NH3) 0 0.2 0.4 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 （1）此条件下4min达到了化学平衡，此时增加N2的浓度到0.8mol·L-1，化学平衡如何移动？ （2）此时增加NH3的浓度到0.8mol·L-1，化学平衡如何移动？ （3）此时减小N2的浓度到0.6mol·L-1，化学平衡如何移动？ （4）此时减小NH3的浓度到0.4mol·L-1，化学平衡如何移动？ 利用Q与K比较判断化学平衡移动的方向 【例2】 典例剖析 32 若其他条件不变，改变反应物或生成物的浓度，化学平衡移动的结果 N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) 若其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物的浓度，Q 减小，使得Q ＜ K，反应不再平衡，向正反应方向移动。 若其他条件不变时，减小反应物浓度或增大生成物的浓度，Q 变大，使得Q ＞ K，反应不再平衡，向逆反应方向移动。 浓度是影响化学平衡的因素 影响化学平衡的因素还有哪些？ 实验证明 Q ＝ cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) 思考讨论 33 四、影响化学平衡移动的因素 1.浓度对化学平衡的影响 [实验2-1] 向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL0.015 mol/L KSCN溶液，溶液呈红色。将上述溶液平均分装在a、b、c三支试管中，向试管b中加入少量铁粉，向试管c中滴加4滴1 mol/L KSCN溶液，观察试管b、c中溶液颜色变化，并均与试管a对比。 1.浓度对化学平衡的影响 减小 实验原理 实验操作 实验现象 试管b溶液颜色 ,c[Fe(SCN)3] 试管c溶液颜色 c[Fe(SCN)3] 现象解释 试管b:Fe+2Fe3+=3Fe2+,c(Fe3+)减小, Q ,Q K,平衡向 移动，c[Fe(SCN)3] 。 试管c溶液中,c(SCN-)增大, Q ,Q K,平衡向 方向移动,c[Fe(SCN)3] 。 Fe3+ (浅黄色)+ 3SCN-(无色) Fe(SCN)3(红色) 正反应 变深 变浅 逆反应 增大 增大 减小 ＞ 增大 减小 ＜ 对照组 (1)化学平衡状态发生了变化，通过溶液颜色发生变化可以判断出化学平衡状态发生了变化。 (2)实验结论：在其他条件不变的情况下，反应物浓度减小或者生成物浓度增加，化学平衡向逆反应方逆向移动；反应物浓度增加或者生成物浓度减小，化学平衡向正反应方向移动。 (3)Q＜K，化学平衡向正反应方向移动；Q＞K，化学平衡向逆反应方向移动。 1.浓度对化学平衡的影响 注意！ 改变固体或纯液体的用量，反应速率不变，平衡不移动。 反应物浓度越大，反应速率越快，达到平衡的时间就越短， 只要是增大浓度，无论是增大反应物浓度还是生成物浓度，新平衡状态下的速率一定大于原平衡状态下的速率。 反应物有两种或两种以上时，增大一种反应物的浓度，可提高另一反应物的转化率，而自身转化率降低。 思考：当浓度变化时，此时正、逆反应速率如何变化? 1.浓度对化学平衡的影响——速率-时间关系图 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 v(正)先增大， v(逆)后增大 且v'(正)> v'(逆) v(正)先减小， v(逆)后减小 且v' (逆)> v'(正) 增大反应物浓度 体系浓 度改变 图像 速率 变化 减小反应物浓度 v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) v(正) v(逆) v t v'(正) v'(逆) 1.浓度对化学平衡的影响——速率-时间关系图 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 增大生成物浓度 体系浓 度改变 图像 速率 变化 减小生成物浓度 v(正) v(逆) v t v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) v(逆)先增大， v(正)后增大 且v'(逆)> v'(正) v(逆)先减小， v(正)后减小 且v'(正)> v'(逆) v'(正) v'(逆) 若v正＞v逆：平衡向 方向移动。 条件改变 若v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动。 若v正＜v逆：平衡向 方向移动。 正反应 逆反应 1.浓度对化学平衡的影响——速率-时间关系图 在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。 在CO + H2O CO2 + H2 中 使用过量氧气 使用过量水蒸气 例：在2SO2 + O2 2SO3中 1.浓度对化学平衡的影响——应用 【例3】可逆反应 H2O(g)+C(s) CO(g) + H2(g)，在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？向哪个方向移动？CO的浓度、CO的百分含量都有何变化？ 平衡右移 增大 平衡左移 减小 平衡不移动 不变 增大 减小 不变 CO的浓度 CO﹪ 平衡移动情况 ①增大水蒸气浓度 ②增加H2浓度 ③加入更多的碳 典例剖析 42 2.压强对化学平衡的影响 理论分析：压强的改变，可能影响反应体系中多种物质的浓度。如果增大压强(缩小容积)以下反应各物质的浓度会如何变化?浓度商会如何变化? 通过计算Q2 ＝K/2 ， 即Q2 ＜ K 向正反应方移动 同温度下 压强 各物质浓度(mol·L-1) 浓度商(Q ) NO2 N2O4 容器容积：V p1 a b 压缩容积至V/2 2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色) b a2 ＝ K Q1＝ 2p1 2a 2b 2b (2a)2 b 2a2 Q2＝ ＝ 2.压强对化学平衡的影响 理论分析：压强的改变，可能影响反应体系中多种物质的浓度。如果增大压强(缩小容积)以下反应各物质的浓度会如何变化?浓度商会如何变化? 通过计算Q2 ＝2K， 即Q2 ＞K 向逆反应方移动 同温度下 压强 各物质浓度(mol·L-1) 浓度商(Q ) NO2 N2O4 容器容积：V p1 a b 扩大容积至2V 2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色) b a2 ＝ K Q1＝ ½ p1 ½ a ½ b ( )2 2b a2 Q2＝ ＝ ½ b ½ a 【实验2-2】 如图所示，用50 mL注射器吸入约20 mL NO2与N2O4的混合气体（使注射器的活塞处于Ⅰ处），将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处，观察管内混合气体颜色的变化。当反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时，观察管内混合气体颜色的变化。 2.压强对化学平衡的影响 2.压强对化学平衡的影响 实验原理 实验操作 ①快速压缩注射器容积，增大气体压强 ②快速扩大注射器容积，减小气体压强 实验现象 现象解释 2NO2(g) N2O4(g) (红棕色) (无色) 颜色先变深，后又变浅 颜色先变浅，后又变深 变深: C(NO2)瞬间增大 又变浅: 压强增大，平衡向正反应方向移动，C(NO2)又减小 变浅: C(NO2)瞬间减小 又变深:压强减小，平衡向逆反应方向移动，C(NO2)又增大 思考1： 该反应中反应前后的气体的n又什么变化特点？ 2NO2(g) N2O4(g) 正反应方向：气体分子数减小的反应 逆反应方向：气体分子数增大的反应 在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响 ①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。 ②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。 思考2：对于H2(g)+ I2(g) 2HI(g)，当其他条件不变，减小或增大容器容积来改变压强时，化学平衡会移动吗？ ③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡不移动 思考讨论 思考3： 对于只有固体或液体参加的反应，体系压强的改变会使化学平衡移动吗? 固态或液态物质的体积受压强影响很小，可以忽略不计。 ④当平衡混合物中都是固态或液态物质时，改变压强后化学平衡一般不发生移动。 固态 液态 气态 思考4：当压强变化时，此时正、逆反应速率如何变化? 思考讨论 2.压强对化学平衡的影响——速率-时间关系图 突变 突变 压强改变 图像 速率 变化 Vg＝(化学方程式中气态生成物化学式前系数之和)－(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和) Vg < 0 情况一 v正、v逆均增大，且v'正> v'逆 v正、v逆均减小，且v'正> v'逆 v(正) v(逆) v t v'(正) v'(逆) v(正) v(逆) v t v'(正) v'(逆) 加压 减压 2.压强对化学平衡的影响——速率-时间关系图 压强改变 图像 速率 变化 Vg＝(化学方程式中气态生成物化学式前系数之和)－(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和) Vg ＞ 0 情况二 v正、v逆均增大，且v'正＜v'逆 v正、v逆均减小，且v'正> v'逆 加压 减压 突变 突变 v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) 2.压强对化学平衡的影响——速率-时间关系图 压强改变 图像 速率 变化 Vg＝(化学方程式中气态生成物化学式前系数之和)－(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和) Vg ＝ 0 情况三 v正、v逆均同等程度增大 v正、v逆均同等程度减小 加压 减压 v(正) v(逆) v t v'(正)＝v'(逆) v(正) v(逆) v t v'(正)＝v'(逆) aA(g)+bB(g) cC(g) 在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响 ①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。 ②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。 ③对于反应前后气体分子数目不变或平衡混合物中都是固态或液态物质时的反应，改变压强平衡不移动 2.压强对化学平衡的影响——速率-时间关系图 2.压强对化学平衡的影响——应用 工业上为了使平衡向生成生成物的方向移动，或提高原料的利用率，常采用改变压强的方法。 例如在N2+3H2 2NH3中，常采用增大压强的方法来提高平衡混合气中NH3的含量。 【例4】用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为 ，达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列说法不正确的是 A．N2的平衡浓度增大 B．NO的转化率增大 C．正向反应速率增大 D．反应平衡常数增大 D 【例5】在一密闭容器中，反应aA(g) 　 bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则下列说法不正确的是_________(填序号)。 (1)平衡向逆反应方向移动了 (2)物质A的转化率减小了 (3)物质B的质量分数增大了 (4)a＞b (1)(2)(4) 典例剖析 【例6】在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，试回答下列问题： (1)若x＋y＞z，缩小体积，增大压强，则平衡向________方向移动。 (2)若保持体积不变，通入氦气，则平衡____移动。 (3)若保持总压强不变，通入氦气，平衡向正反应方向移动，则x、y、z的关系为________。 (4)若x＋y＝z，缩小体积，增大压强，则平衡_____移动。 正反应 不 x＋y＜z 不 典例剖析 化学平衡的移动 影响化学平衡的因素 定性分析 定量分析 浓度 压强 化学平衡 课堂总结 56 第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 化学平衡 第三课时 影响化学平衡的因素2 57 3.温度对化学平衡的影响 若其他条件不变，改变温度，化学平衡如何移动？ 2NO2(g) N2O4(g) 红棕色 无色 ∆H ＝-56.9 kJ/mol 【想一想】 1. NO2平衡球颜色的深浅能代表什么？ 2. 改变温度，NO2平衡球颜色发生变化，说明什么？ 3. 对于放热反应，改变温度，化学平衡常数K如何变化？ 3.温度对化学平衡的影响 【实验2-3】 如图所示，把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶里，然后用弹簧夹夹住乳胶管；把一只烧瓶浸泡在热水中，另一只浸泡在冰水中。观察混合气体的颜色变化。 3.温度对化学平衡的影响 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 红棕色 无色 实验 浸泡在热水中 浸泡在冷水中 现象 平衡移动 结论 颜色加深 颜色变浅 平衡逆移 平衡正移 其他条件不变时， 升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动； 降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。 思考：当温度变化时，此时正、逆反应速率如何变化? 3.温度对化学平衡的影响速率-时间关系图 V正= V逆 V正 V逆 t1 t（s） V（molL-1S-1） 0 t2 V”正 = V”逆 V’逆 V’正 （正反应是放热反应） 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 升高温度 用v—t图像分析温度对化学平衡的影响 ①t1时刻，若升温，v′正、v′逆均增大，但v′逆增大幅度大， 则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动； ②t1时刻，若降温，v′正、v′逆均减小，但v′逆减小幅度大， 则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。 已知mA(g)＋nB(g) pC(g)　ΔH＜0，当反应达到平衡后，若t1时刻升温或降温，试补充出v正、v逆随时间变化的曲线。 aA(g)+bB(g) cC(g) ΔH 0 在其他条件不变的情况下，温度对化学平衡的影响 ①升高温度，平衡向吸热的方向移动。②降低温度，平衡向放热的方向移动。 3.温度对化学平衡的影响速率-时间关系图 特别提醒　任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 4.催化剂对化学平衡的影响 活化分子能量E 活化分子能量E′ 催化剂降低反应活化能，加快化学反应速率 同等程度地改变v正和v逆，化学平衡不移动 但改变反应达到平衡所需的时间。 不改变ΔH，平衡不移动，不改变K 4.催化剂对化学平衡的影响——图像分析 使用催化剂，正、逆反应速率同时增大，且增大的倍数相同。 v(正)= v(逆) 即加入催化剂，化学平衡不移动 含量 t t1 t2 先拐先平，使用催化剂 4.催化剂对化学平衡的影响——小结 (1)催化剂对化学平衡的影响规律 其他条件不变，催化剂不能改变达到平衡时混合物的组成，但能改变反应达到化学平衡所需的时间。 (2)用v—t图像分析催化剂对化学平衡的影响 t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等倍数增大，则v′正＝v′逆，平衡不移动。 温馨提示：　一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也可使用负催化剂，减慢反应速率。 勒夏特列原理 法国化学家勒夏特列曾总结一条经验规律：如果改变影响平衡的一个因素（如参加反应物质的浓度、温度、或压强等），平衡就能够向减弱这种改变的方向移动。 “减弱”外界条件的影响，而不能“消除”外界条件的影响。 注意： ①适用范围：勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡等），未平衡状态不能用此来分析。 ②适用条件：一个能影响化学平衡改变的外界条件。 ③平衡移动结果是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变。 【例题1】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A.溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅 B.工业合成氨反应为放热反应，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施 C.恒容密闭容器中，发生反应CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)　ΔH<0，平衡后，升高温度体系颜色变深 D.对于2HI(g) H2(g)+I2(g)，达到平衡后,缩小容器容积可使体系颜色变深 D 举个例子 原平衡（100℃） 升温到200℃ 吸热反应方向移动 新平衡（温度介于100-200℃之间） 减弱但不抵消 减弱（降温） 典例剖析 68 催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响 反应前后气体的物质的量不变，增大压强，平衡不移动 BE 典例剖析 2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 ①工业合成氨，反应条件选择高温　 ②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气　 ③使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率　 ④硫酸工业中，增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率 A.②③ B.②④ C.①③ D.①④ 该反应为放热反应，升温，平衡左移，不利于氨气的生成，不能用勒夏特列原理解释 Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO，饱和食盐水中大量Cl－使平衡逆向移动，氯气溶解量减小 催化剂不影响平衡移动，只能加快化学反应速率，不能用勒夏特列原理解释 增大反应物浓度，平衡正向移动，能增大SO2的转化率，可用勒夏特列原理解释 C 典例剖析 勒夏特列原理（化学平衡移动原理） 改变的外界条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强 (有气体参加的反应) Δn(g)≠0 增大压强(减小容器的容积) 向气体分子体积减小的方向移动 减小压强(增大容器的容积) 向气体分子体积增大的方向移动 Δn(g)=0 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆,平衡不移动 71 化学 平衡状态 化学 平衡移动 勒夏特列原理 温度 压强 Q 与K比较 （定量分析） （定性分析） 化学平衡的建立 定量研究： 化学平衡常数 浓度 改变 课堂总结 72 Lavf58.46.101 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 1.下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是______(填字母)。 A.溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅 B.对2H2O22H2O＋O2的反应，使用MnO2可加快制备O2的反应速率 C.反应：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g) 　ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向 移动 D.合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采 取低温高压的措施 E.H2(g)＋I2(g)2HI(g)，缩小体积加压颜色加深 $