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1、第三单元第三单元 化学平衡的移动化学平衡的移动苏教版教版选修修4专题2 化学反化学反应速率与化学平衡速率与化学平衡 2021/8/11 星期三1一、化学平衡的移动一、化学平衡的移动2021/8/11 星期三22021/8/11 星期三3 那些条件的变化对化学反应速率产生那些条件的变化对化学反应速率产生影响，将产生什么样的影响？影响，将产生什么样的影响？1、浓度：、浓度：增加反应物浓度，可以加快正反应速率增加反应物浓度，可以加快正反应速率2、温度：、温度：升高温度，可以加快正逆反应速率升高温度，可以加快正逆反应速率3、压强：、压强：（对于有气体参加的反应）（对于有气体参加的反应）增大压强，可以加
2、快反应速率增大压强，可以加快反应速率4、催化剂：、催化剂：使用正催化剂，可以同等程度的加快正逆反应速率使用正催化剂，可以同等程度的加快正逆反应速率2021/8/11 星期三4二、影响化学平衡移动的条件二、影响化学平衡移动的条件1、浓度的变化对化学平衡的影响、浓度的变化对化学平衡的影响已知铬酸根和重铬酸根离子间存在如下平衡：已知铬酸根和重铬酸根离子间存在如下平衡：2CrO2CrO4 42 22H2H Cr Cr2 2OO7 72 2H H2 2OO黄色黄色 橙色橙色实验现象实验现象实验结论实验结论实验实验1 1实验实验2 2替代实验替代实验溶液由黄色溶液由黄色向橙色转变向橙色转变溶液由橙色溶液由
3、橙色向黄色转变向黄色转变增大反应物浓度增大反应物浓度,可使化学平衡向可使化学平衡向正反应方向移动正反应方向移动减小反应物浓度减小反应物浓度,可使化学平衡向可使化学平衡向逆反应方向移动逆反应方向移动2021/8/11 星期三5浓度引起平衡移动的浓度引起平衡移动的浓度引起平衡移动的浓度引起平衡移动的v-tv-t图分析图分析图分析图分析减小生成物浓度减小生成物浓度t t t t2 2 2 21、浓度的变化对化学平衡的影响、浓度的变化对化学平衡的影响V 正正V 逆逆 平衡正向移动平衡正向移动V V V V(逆逆逆逆)V VV V V V(正正正正)t t t tV(V(V(V(正正正正)=V()=V(
4、)=V()=V(逆逆逆逆)0 0t t t t1 1 1 1增大反应物浓度增大反应物浓度t t t t2 2 2 2V V V V (正正正正)V V V V (逆逆逆逆)V V V V (正正正正)=V)=V)=V)=V (逆逆逆逆)t t t t3 3 3 3V V V V (正正正正)V V V V (逆逆逆逆)V V V V (正正正正)=)=V V V V (逆逆逆逆)t t t t3 3 3 30 0V Vt t t tV V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)V V V V(正正正正)=)=V V V V(逆逆逆逆)t t t t1 1 1 1结论：结论：增加反应物浓度
5、或减小生成物的浓度都可使增加反应物浓度或减小生成物的浓度都可使平衡正向移动平衡正向移动2021/8/11 星期三6浓度引起平衡移动的浓度引起平衡移动的浓度引起平衡移动的浓度引起平衡移动的v-tv-t图分析图分析图分析图分析减小反应物浓度减小反应物浓度t t t t2 2 2 21、浓度的变化对化学平衡的影响、浓度的变化对化学平衡的影响V 逆逆V 正正 平衡逆反应方向移平衡逆反应方向移动动V V V V(逆逆逆逆)V VV V V V(正正正正)t t t tV(V(V(V(正正正正)=V()=V()=V()=V(逆逆逆逆)0 0t t t t1 1 1 1增大生成物浓度增大生成物浓度t t t
6、 t2 2 2 2V V V V (逆逆逆逆)V V V V (正正正正)V V V V (正正正正)=V)=V)=V)=V (逆逆逆逆)t t t t3 3 3 3V V V V (逆逆逆逆)V V V V (正正正正)V V V V (正正正正)=)=V V V V (逆逆逆逆)t t t t3 3 3 30 0V Vt t t tV V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)V V V V(正正正正)=)=V V V V(逆逆逆逆)t t t t1 1 1 1结论：结论：增加生成物浓度或减小反应物的浓度都可使增加生成物浓度或减小反应物的浓度都可使平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向
7、移动2021/8/11 星期三7结论：结论：其它条件不变的情况下其它条件不变的情况下增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡向正方向移动增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡向正方向移动增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡向正方向移动增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡向正方向移动增大生成物浓度或减小反应物浓度增大生成物浓度或减小反应物浓度增大生成物浓度或减小反应物浓度增大生成物浓度或减小反应物浓度，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1、浓度的变化对化学平衡的影响、浓度的变化对化学平衡的影响2021/8/11 星期三82、压强变化对化学平衡的影响、压强变化对化学平衡的影响(1)
8、、增大压强，对于有气体参加和气体生成的化学、增大压强，对于有气体参加和气体生成的化学反应来讲，由于缩小了体积，气体的浓度增大，提反应来讲，由于缩小了体积，气体的浓度增大，提高了反应速率。高了反应速率。(2)、若两边都有气体，则改变压强同时改变正逆反、若两边都有气体，则改变压强同时改变正逆反应速率，当反应前后分子数目不同，速率改变倍数应速率，当反应前后分子数目不同，速率改变倍数不一样，分子数目多的一侧速率改变倍数大。不一样，分子数目多的一侧速率改变倍数大。当反应前后体积相同时，增大倍数相同。当反应前后体积相同时，增大倍数相同。对于某些有气体参与的可逆反应，由于压强的改对于某些有气体参与的可逆反应
9、，由于压强的改变引起了浓度的改变，有可能使平衡发生移动变引起了浓度的改变，有可能使平衡发生移动。播放课件播放课件2021/8/11 星期三9V V V V 小小V V V V 大大 平衡向平衡向气体体积减小的方向移气体体积减小的方向移动动V V V V 大大V V V V 小小 平衡向平衡向气体体积增大的方向移气体体积增大的方向移动动结论：结论：增加压强可使平衡向气体减小的方向移动增加压强可使平衡向气体减小的方向移动;减小压强可使平衡向气体体积增大的方向移动减小压强可使平衡向气体体积增大的方向移动.压强引起平衡移动的压强引起平衡移动的压强引起平衡移动的压强引起平衡移动的v-tv-t图分析图分析
10、图分析图分析减小压强减小压强t t t t2 2 2 22、压强的变化对化学平衡的影响压强的变化对化学平衡的影响 (反应前后气体分子数有变化的体系反应前后气体分子数有变化的体系)V V V V(逆逆逆逆)V VV V V V(正正正正)t t t tV(V(V(V(正正正正)=V()=V()=V()=V(逆逆逆逆)0 0t t t t1 1 1 1增大压强增大压强t t t t2 2 2 2V V V V (小小小小)V V V V (大大大大)V V V V (大大大大)=V)=V)=V)=V (小小小小)t t t t3 3 3 3V V V V (大大大大)V V V V (小小小小)V
11、 V V V (大大大大)=)=V V V V (小小小小)t t t t3 3 3 30 0V Vt t t tV V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)V V V V(正正正正)=)=V V V V(逆逆逆逆)t t t t1 1 1 12021/8/11 星期三10 对于反应前后气体分子数目不变的反应对于反应前后气体分子数目不变的反应对于反应前后气体分子数目不变的反应对于反应前后气体分子数目不变的反应压强引起平衡移动的相关压强引起平衡移动的相关v-t图分析图分析V Vt t0 0V V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)增大压强增大压强增大压强增大压强减小压强减小压强
12、减小压强减小压强V Vt t0 0V V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)V正正=V逆逆 V正正=V逆逆 V 正正V 逆逆 平衡不移动平衡不移动2021/8/11 星期三11 请写出下列可逆反应的平衡常数表达式，利用反应物与生成请写出下列可逆反应的平衡常数表达式，利用反应物与生成物浓度的变化来解释增大或减小体系的压强对平衡的影响。物浓度的变化来解释增大或减小体系的压强对平衡的影响。2021/8/11 星期三12结论及应用：结论及应用：对有气体参加的可逆反应：对有气体参加的可逆反应：a A(g)b B(g)a A(g)b B(g)平衡常数可表示为：平衡常数可表示为：若若abab，即正
13、反应方向是，即正反应方向是气体分子数目减小的气体分子数目减小的反应，反应，增大压强增大压强，平衡向正反应，平衡向正反应方向方向移动；移动；若若a=ba=b，即反应前后气体分子数目不变的反应，即反应前后气体分子数目不变的反应，改变反应体系的压强，平衡不发生移动；改变反应体系的压强，平衡不发生移动；若若aba0 H0 粉红色粉红色 蓝色蓝色2021/8/11 星期三183、温度变化对化学平衡的影响、温度变化对化学平衡的影响注意：注意：温度的变化一定会影响化学平衡，使温度的变化一定会影响化学平衡，使 平衡发生移动平衡发生移动结论结论：在其他条件不变时，温度升高，会使：在其他条件不变时，温度升高，会使
14、化学平衡向吸热反应的方向移动，温度降低化学平衡向吸热反应的方向移动，温度降低会使化学平衡向放热的方向移动。会使化学平衡向放热的方向移动。2021/8/11 星期三194、催化剂对化学平衡的影响、催化剂对化学平衡的影响 催化剂降低了反应的活化催化剂降低了反应的活化能，正反应的活化能降低，逆能，正反应的活化能降低，逆反应的活化能也降低，正反应反应的活化能也降低，正反应的活化分子百分数增加几倍，的活化分子百分数增加几倍，逆反应的活化分子百分数也增逆反应的活化分子百分数也增加几倍，正逆反应速率增加的加几倍，正逆反应速率增加的倍数相等，加催化剂，不能使倍数相等，加催化剂，不能使平衡发生移动，只影响到达平
15、平衡发生移动，只影响到达平衡的时间。衡的时间。2021/8/11 星期三20t时间时间加入正催化剂加入正催化剂V V V V速速率率V V V V正正V V V V逆逆0V V V V逆逆=V V V V正正正正v 催化剂同等程度的改变正、逆反应速率催化剂同等程度的改变正、逆反应速率（V正正V逆逆）v 使用催化剂，对化学平衡无影响。使用催化剂，对化学平衡无影响。v正催化剂能缩短平衡到达的时间正催化剂能缩短平衡到达的时间4、使用催化剂对化学平衡的影响、使用催化剂对化学平衡的影响t时间时间加入负催化剂加入负催化剂V V V V速速率率V V V V正正V V V V逆逆0V V V V逆逆=V V
16、 V V正正正正2021/8/11 星期三21 总结总结 改变反应条件时平衡移动的方向改变反应条件时平衡移动的方向2021/8/11 星期三22早在早在18881888年，法国科学家勒夏特年，法国科学家勒夏特列就发现了这其中的规律，并总列就发现了这其中的规律，并总结出著名的勒夏特列原理，也叫结出著名的勒夏特列原理，也叫化学平衡移动原理：化学平衡移动原理：如果改变影响平衡的一个条件如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强等），（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够平衡就向能够减弱减弱这种改变的方这种改变的方向移动。向移动。2021/8/11 星期三23v化学平衡移动原理化学平衡移动原理
17、勒夏特列原理勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够温度、或压强等），平衡就向能够减弱减弱这种改这种改变的方向移动。变的方向移动。注意：注意：是是“减弱减弱”这种改变，不是这种改变，不是“消除消除”这种改变这种改变勒夏特列原理适用于任何勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系动态平衡体系（如：溶解（如：溶解平衡、电离平衡、沉淀平衡、水解平衡等），平衡、电离平衡、沉淀平衡、水解平衡等），未平衡未平衡状态状态不能用此来分析不能用此来分析平衡移动原理只能用来判断平衡移动方向，但不能平衡移动原理只能用来判断平衡移动方向，但不能用来判
18、断建立平衡所需时间。用来判断建立平衡所需时间。2021/8/11 星期三24N N2 2(g)(g)3H3H2 2(g)2NH(g)2NH3 3(g)(g)HH92.4kJmol92.4kJmol1 1已知已知N N2 2与与H H2 2反应合成反应合成NHNH3 3是一个可逆是一个可逆反应，其热化学方程式为：反应，其热化学方程式为：合成氨的工艺流程如图合成氨的工艺流程如图2 22424所所示。在工业生产中，可以通过以下示。在工业生产中，可以通过以下途径来提高合成氨的产率。请利用途径来提高合成氨的产率。请利用有关知识分析采取这些措施的原因。有关知识分析采取这些措施的原因。1 1向反应器中注入过
19、量向反应器中注入过量N N2 2。2 2采用适当的催化剂。采用适当的催化剂。3 3在高压下进行反应。在高压下进行反应。4 4在较高温度下进行反应。在较高温度下进行反应。2021/8/11 星期三251 1根据图根据图2 22121的数据，分的数据，分析温度和压强析温度和压强改变是如何影改变是如何影响合成氨的平响合成氨的平衡的衡的?N N2 2(g)(g)3H3H2 2(g)2NH(g)2NH3 3(g)(g)2021/8/11 星期三26三、化学平衡移动原理应用三、化学平衡移动原理应用合成氨工业合成氨工业合成氨条件的选择合成氨条件的选择问题问题1：写出合成氨的化学反应方程式，并说明这个写出合成
20、氨的化学反应方程式，并说明这个反应有什么特点？反应有什么特点？N2+3H2 2NH3 H92.4kJmol1特点：特点：a、可逆反应、可逆反应b、正反应放热、正反应放热c、正反应是气体分子数目减小的反应。、正反应是气体分子数目减小的反应。2021/8/11 星期三27三、化学平衡移动原理应用三、化学平衡移动原理应用合成氨工业合成氨工业合成氨条件的选择合成氨条件的选择问题问题2：请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？主要：主要：经济效益与社会效益经济效益与社会效益基本要求：基本要求：a、反应快、反应快b、原料利用率高、原料利用率高c、单位时间内产量高、单
21、位时间内产量高2021/8/11 星期三28三、化学平衡移动原理应用三、化学平衡移动原理应用合成氨工业合成氨工业合成氨条件的选择合成氨条件的选择问题问题3：分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。合成氨的合适条件。高高 温温高高 压压使使 用用高高 压压低低 温温无无 影影 响响2021/8/11 星期三29从反应速率的角度看：从反应速率的角度看：温度越高、压强越大，化学反温度越高、压强越大，化学反应越快，应越快，使用催化剂反应加快，单位时间内生成的产使用催化剂反应加快，单位时间内生成的产品越多；品越多；从化学平衡的角度看：从化学平衡的
22、角度看：高压低温，平衡时生成物高压低温，平衡时生成物NH3的百含量高。的百含量高。问题问题3：分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。合成氨的合适条件。结结 论论三、化学平衡移动原理应用三、化学平衡移动原理应用合成氨工业合成氨工业合成氨条件的选择合成氨条件的选择N2+3H2 2NH32021/8/11 星期三30三、化学平衡移动原理应用三、化学平衡移动原理应用合成氨工业合成氨工业合成氨条件的选择合成氨条件的选择问题问题4：工业上合成氨的合适条件到底怎样？工业上合成氨的合适条件到底怎样？使用催化剂：使用催化剂：这样可以大大加快化学反应速这样可以大大加快化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；率，提高生产效率，也提高了经济效益；选择合适的温度：选择合适的温度：500左右，该温度是为左右，该温度是为合成氨催化剂的活性温度；合成氨催化剂的活性温度；选择合适的压强选择合适的压强:2.01075.0107Pa，该压，该压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正合适。正合适。将氨气及时分离出来将氨气及时分离出来循环操作过程循环操作过程合成氨的适宜条件2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三32