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2.3 化学平衡gsl(2-3)


第三节 化学平衡

(第2-3课时)

【复习】化学平衡状态的定义:(化学反应的限度) 一定条件下,可逆反应里,正反应速率和逆反应速率

相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 ?化学平衡的特征:
逆 ——可逆反应(或可逆过程)

等 ——V正 =V逆(不同的平衡对应不同的速率)
动 ——动态平衡。达平衡后,正逆反应仍在进行(V正=V逆≠0) 定 ——平衡时,各组分浓度、含量保持不变(恒定)

变 ——条件改变,平衡发生改变

化学平衡的移动
V正=V逆≠0 平衡1 条件改变
一定时间 ′ ′ ′ 逆′ V正≠V V正=V逆≠0

不平衡

平衡2 建立新平衡

破坏旧平衡

定义:可逆反应中,旧化学平衡的破坏,新化学平
衡建立过程叫做化学平衡的移动。

【思考与交流】 有哪些条件能改变化学平衡呢?

1、浓度对化学平衡的影响(P26)

溶液橙色加深

溶液黄色加深

1、浓度对化学平衡的影响
? 实验探究(P27实验2-6)

(黄色)

FeCl3+3KSCN
(无色)

Fe(SCN)3+3KCl
(血红色)

(无色)

A.加少量FeCl3,红色加深; B.加少量KSCN,红色加深; C.加少量KCl固体呢? 思考——加少量NaOH,溶液颜色有何变化。 有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅

1、浓度对化学平衡的影响
在其他条件不变时, 增大反应物或减小生成物的浓度 向右移动 化学平衡向正反应方向移动

减小反应物或增大生成物的浓度 向左移动 化学平衡向逆反应方向移动

原因分析:
运用浓度对化学反应速率的影响以及化学平衡的

建立等知识,解释浓度对化学平衡的影响

速率-时间关系图: 增加反应物的浓度, V正 > V逆,
平衡向正反应方向移动;

增 大 反 应 物 浓 度

V(molL-1S-1)

, V正

V”正 = V”逆
平衡状态Ⅱ

V正

V正= V逆

V’逆

平衡状态Ⅰ

V逆

0

t1

t2

t3

t(s)

速 率 时 间 关 系 图

-

注意:

⑴改变浓度一般通过改变物质的量来实现,但 改变固体物质和纯液体的量,不影响平衡。 ⑵对于离子反应,只能改变实际参加反应的离 子的浓度才能改变平衡。
⑶对于一般的可逆反应(有两种反应物),增 大一种反应物的浓度,会提高另一种反应物的 转化率,而本身的转化率降低。

⑷在生产上,往往采用增大容易取得或成本较 低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料得 到充分的利用。2SO2 + O2 2SO3

1、已知在氨水中存在下列平衡:
NH3 + H2O NH3· H2O NH4+ + OH-

(1)向氨水中加入MgCl2固体,平衡向正反应方向移动, OH-浓度 减小 ,NH4+浓度 增大 。
(2)向氨水中加入浓盐酸,平衡向 正反应方向移动, 此时溶液中浓度减小的粒子有 OH-、NH3·H2O、NH3 。 (3)向氨水中加入少量NaOH固体,平衡向 逆反应方向 . 移动,此时发生的现象是 有气体放出 。

2、可逆反应C(s) + H2O(g)

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?CO的浓度有何变化?

①增大水蒸气浓度 平衡正向移动,CO浓度增大

②加入更多的碳 平衡不移动,CO浓度不变
③增加H2浓度 平衡逆向移动,CO浓度减小
解析:增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也 不能改变速率,所以V(正)仍等于V(逆),平衡不移动。

2、压强对化学平衡的影响
材料分析: N2 (g) + 3H2 (g)
1体积 3体积

2NH3 (g)
2体积

450℃时N2与H2反应生成NH3的实验数据 1 5 10 30 60 100 压强/MPa NH3/% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4 压强增大,NH3百分比增大,平衡向正反应方向移动。

结论:
在其它条件不变的情况下,增大压强,会使 化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压 强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动。

改变压强对化学平衡 N2 + 3H2
反应速率
反应速率

2NH3 的影响图象分析

反应速率
V正
V正

V正 V逆

V正
V正

V逆
V逆

V正
反应速率

V V逆 逆

V逆
V正

V’逆 V正
V逆

V’正

t1

t2

t3

时间 t1 时间
V逆

t2

t3

时间

增大压强

降低压强

时间

大的大增、小的小增;大的大减、小的小减

改变压强对化学平衡2HI(g)
反应速率

H2(g) + I2(g) 的影响
V正

反应速率
V正

VV逆 正 V逆
V正 V逆
1

增大压强

反应速率
V正
V逆
逆 VV正 t

降低压强
时间

t2

反应前后气体体积不变的反应,增大压强,正逆反 时间 V逆 应速率同等增大,降低压强,正逆反应速率同等减小, 平衡不移动。
时间

2、压强对化学平衡的影响
[注意] ①对于反应前后气体总体积相等的反应,改

变压强对平衡无影响;

2HI(g)

H2(g) + I2(g)

增大压强,体积 减小,浓度同等程 度增大,颜色变深, 但平衡不移动.

②平衡混合物都是固体或液体的,改变压强
不能使平衡移动;

③压强的变化必须改变混合物浓度(即容器
体积有变化)才能使平衡移动。

2、压强对化学平衡的影响 判断压强引起平衡移动的思路:
?压强如何改变?压强变化是否引起体积变化? ?若体积变化则浓度发生改变 ?浓度改变则引起速率的变化 ?速率变化后,若导致V正 ≠V逆时平衡移动

若V正 = V逆时,则平衡不移动

压强对化学平衡的影响

2NO2(g)
(2体积,红棕色)

N 2O 4( g )
(1体积,无色)

[讨论1]①当加压气体体积缩小时,混合气体颜色先 变深是由于 NO2浓度增大 , 后又逐渐变浅是 由于 平衡向正反应方向移动 ; ②当减压气体体积增大时,混合气体颜色先 变浅是由于 NO2浓度减小 , 后又逐渐变深是 由于 平衡向逆反应方向移动 。

下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移 动?向哪个方向移动? ①2NO(g) + O2(g) ②H2O(g) + CO(g) ③H2O(g) + C(s) ④CaCO3(s) ⑤H2S(g) 2NO2(g) 正向移动 CO2(g) + H2(g) 不移动 CO(g) + H2(g) 逆向移动 CaO(s) + CO2(g) H2(g) + S(s) 逆向移动 不移动

思考:对于反应②和⑤,增大压强时,平衡没有移动, 但正逆反应速率有无变化?如何变化?

3、温度对化学平衡的影响(P28)
? 实验探究(实验2-7)

2NO2(g)
(红棕色)

N2O4(g) △H=-56.9kJ/mol
(无色)

热水

冰水

常温

结论:在其它条件不变的 情况下,升高温度,平衡 向着吸热反应方向移动; 降低温度,平衡向着放热 反应方向移动。

2NO2(g)

N2O4(g) △H=-56.9kJ/mol

V(molL-1S-1) 升高温度 速 率 V’逆 | 时 间 关 系 图 V正

V”正 = V”逆

V正= V逆

V‘正

V逆

0

t1

t2

t(s)

温 度 对 化 学 平 衡 的 影 响

升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利

?催化剂对化学平衡的影响
催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率, 所以使用催化剂不能使平衡发生移动,但可 以改变达到平衡所需要的时间。
V正 V正′= V逆′ V正

V逆
0 t1 t2 t3

V逆
0 t1

V正′= V逆′ t2 t3

正的对化学平衡的影响

负的对化学平衡的影响

[总结]改变反应条件时平衡移动的方向
条件的改变 增大反应物浓度 具 减小反应物浓度 增大体系压强 体 减小体系压强 升高温度 降低温度
规 律 改变一个条件

平衡移动方向
向正反应方向移动 向逆反应方向移动

新平衡建立时
反应物浓度减小 反应物浓度增大

向体积缩小方向移动 体系压强减小 向体积增大方向移动 体系压强增大 向吸热方向移动 向放热方向移动 体系温度减小 体系温度增大

向减弱这种改变 的方向移动

减弱这种改变

催化剂对化学平衡无影响,能缩短平衡到达的时间。

?勒夏特列原理(平衡移动原理)
?如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温 度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 (1)适用范围 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的外界条件的变化 (3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响,而 不能消除外界条件的影响。

对任何一个平衡体系,采取下列措施一定引起平 衡移动的是( C ) A、加入一种反应物 C、升高温度 B、增加体系的压强 D、使用催化剂

某一温度下,在一带有活塞的体积可变的密闭容 器中,可逆反应:N2+3H2 2NH3达到平衡,若向 活塞施加一定的压力,使容器体积减小,则下列叙述

正确的是( DE ) ;若保持该容器的体积不变,向该平 衡体系中充入氩气,则下列叙述正确的是( BC ) A.υ正增大、υ逆减少 C.平衡不发生移动
E.υ正、υ逆均增大 B.υ正、υ逆均不变 D.平衡向右移动

下列不能用勒夏特列原理解释的是( ⑥ ) ①棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅
②Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ③氯水宜保存在低温、避光条件下 ④SO2催化氧化成SO3的反应,往往加入过量的空气
⑤打开易拉罐有大量气泡冒出
⑥加催化剂,使氮气和氢气在一定条件下转化为氨气


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