《化學反應原理》(選修)

第2章化學反應的方向、限度與速率第2節化學反應的限度

之三：反應條件對化學平衡的影響【學習目標】知識與技能：通過實驗探究溫度、濃度對化學平衡的影響，并能用相關理論加以解釋。過程與方法：通過探究活動，形成實驗探究的能力。情感、態度與價值觀：通過學習，認識化學科學對個人和社會發展的貢獻。【學習重點】溫度、濃度對化學平衡的影響。【學習難點】溫度、濃度對化學平衡的影響。2NO2(g)N2O4(g)△H=－57.2kJ·mol-1

紅棕色

無色

序號實驗內容實驗記錄實驗結論(平衡移動方向)溫度變化混合氣體顏色c(NO2)1將充有NO2的燒瓶放入冷水中2將充有NO2的燒瓶放入熱水中降溫顏色變淺減小正向升溫顏色變深增大逆向活動·探究溫度對化學平衡的影響正向正向

升高溫度，平衡向吸熱方向移動；降低溫度，平衡向放熱方向移動。[HI]=0.80mol·L-1[H2]=0.40mol·L-1[I2]=0.40mol·L-1[HI]=1.20mol·L-1[H2]=0.20mol·L-1[I2]=0.20mol·L-1[N2]=19.5mol·L-1[H2]=38.5mol·L-1[NH3]=11mol·L-1[N2]=20mol·L-1[H2]=40mol·L-1[NH3]=10mol·L-1N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

△H<0移動方向新平衡狀態改變條件原平衡狀態可逆反應2HI(g)H2(g)+I2(g)

△H>0交流研討降溫升溫2NH3(g)

N2(g)+3H2(g)

△H=+92.2kJ·mol-11002.00.0015K/(mol·L-1)2873673473

T/K0.6016.8K/(mol·L-1)-1333298T/K2NO2(g)N2O4(g)

△H=－57.2kJ·mol-1

升高溫度，平衡常數K減少，平衡逆向移動；降低溫度，平衡常數K增加，平衡正向移動。交流研討通過表格數據結合課本P47思考：溫度能使平衡移動，其移動的本質是什么？規律：1、升高溫度化學平衡向吸熱方向移動，降低溫度化學平衡向放熱方向移動。2、溫度對化學平衡的影響是通過改變平衡常數實現的。在一定體積的密閉容器中，反應CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的化學平衡常數和溫度的關系如下表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問題：

(1)該反應的化學平衡常數表達式K=

。

(2)該反應的正反應為

反應(填”吸熱”或”放熱”)。

(3)某溫度下,平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)

c(H2O)，可判斷此時的溫度為

℃。吸熱[CO][H2O][CO2][H2]830遷移應用請根據提供的試劑和儀器，按照設計的實驗方案證明上述預測。試劑：0.01mol·L-1FeCl3溶液、0.03mol·L-1KSCN溶液、

1mol·L-1FeCl3溶液、1mol·L-1KSCN溶液儀器：膠頭滴管、點滴板等編號實驗內容實驗現象移動方向1先加5滴0.03mol·L-1KSCN溶液，再取2滴0.01mol·L-1FeCl3溶液與之混合，觀察顏色變化；然后再加2滴1mol·L-1FeCl3溶液，觀察顏色變化。2先加5滴0.03mol·L-1KSCN溶液，再取2滴0.01mol·L-1FeCl3溶液與之混合，觀察顏色變化；然后再加2滴1mol·L-1KSCN溶液，觀察顏色變化。溶液呈血紅色后加深正向移動溶液呈血紅色后加深正向移動活動·探究濃度對化學平衡的影響改變濃度Q、K關系平衡移動方向增大反應物增大c(FeCl3)或c(KSCN）增大生成物增大c[Fe(SCN)3]正向逆向二、請根據反應Fe3+(aq)

+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)討論改變反應物或生成物濃度對化學平衡發生移動，本質原因是什么？（P48）Q<KQ>K交流研討1、增大反應物濃度或降低生成物的濃度平衡正向移動一、濃度改變時化學平衡怎樣移動？2、增大生成物濃度或降低反應物的濃度平衡逆向移動

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H

=_197.8kJ·mol-1是硫酸制造工業的基本反應。在生產中通常采用通入過量的空氣的方法。為什么？

提高O2在原料氣中的比例，使SO2的平衡轉化率提高，從而降低生產成本。思考原平衡狀態

新平衡狀態

平衡移動濃度借助Q與K的相對大小進行判斷升高溫度，平衡向吸熱方向移動

降低溫度，平衡向放熱方向移動溫度溫度對化學平衡的影響是通過改變平衡常數來實現的改變濃度，若Q>K，平衡逆向移動改變濃度，若Q<K，平衡正向移動小結精題點撥在一定條件下,反應CO+NO2CO2+NO達到平衡后，降低溫度，混合氣體的顏色變淺。下列判斷正確的是()A.正反應為吸熱反應

B.正反應為放熱反應

C.CO的平衡轉化率降低

D.各物質的濃度不變B

1.關節炎病因是在關節滑液中形成尿酸鈉晶體，尤其在寒冷季節易誘發關節疼痛。其化學機理為：①HUr+H2OUr-+H3O+

尿酸尿酸根離子②Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)下列對反應②敘述中正確的是()A.正反應的△H>0B.正反應的△H<0C.升高溫度，平衡正向移動

D.降低溫度，平衡正向移動練習BD練習

2.在一定條件下，反應H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的△H<0，達到化學平衡狀態且其它條件不變時：

(1)如果升高溫度,平衡混合物的顏色

；

(2)如果在體積固定的容器中加入一定量的氫氣，化學平衡

移動，Br2(g)的平衡轉化率

(變大、變小或不變)。

3.鉻酸鉀(K2CrO4)與重鉻酸鉀(K2Cr2O7)有如下轉化:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

黃色橙紅色

已知重鉻酸鉀的稀溶液呈橙紅色。

(1)向重鉻酸鉀的稀溶液中加入NaOH，溶液呈

色；

(2)向(1)的溶液中再加入過量的H2SO4，溶液呈

色；

(3)向重鉻酸鉀的稀溶液中加入Ba(NO3)2溶液(BaCrO4為黃色沉淀),則平衡向

移動(填“左”或“右”)。變深正向變大黃橙紅左自我評價

通過對本節課的探究學習，你對化學反應的限度又有哪些新的認識？有什么感受和體會？三支針筒中均抽入10mlNO2氣體，將針筒前端閉。

原理：N2O42NO2（1）將第二支針筒活塞迅速推至5ml處（現象如下圖中abc所示）（2）將第三支針筒活塞迅速拉至20ml處。（現象如下圖中A1b1c1

所示）請觀察針筒中氣體顏色變化，并嘗試用化學平衡移動的觀點進行解釋。a1b1c1[觀察.思考]bcaT℃時，在密閉容器中發生的反應

2NO2（g）N2O4（g）；△H＜0假設K的數值為a實驗條件現象（顏色變化）平衡移動方向增大壓強紅棕色減小壓強紅棕色先變深后變淺先變淺后變深平衡向正反應方向移動平衡向逆反應方向移動a1b1c1bca在T℃時對下列處于化學平衡的三個反應將體積變為原來的一半（假設三個反應在T℃時的K的數值分別為a、b、c）編號反應QK△υg平衡移動方向①2NO2(g)N2O4(g)a②N2(g)+O22NO(g)b③2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ca2正向氣態物質系數減小（△υg<0）正向移動b不移動4c逆向移動1、計算①、②、③

Q的數據，判斷加壓平衡的移動方向。2、根據上表思考討論：加壓后平衡移動方向與△υg的關系。（P50)氣態物質系數不變（△υg=0）正向氣態物質系數增大（△υg＞0）B：△νg<0

增大壓強，化學平衡向著氣態物質系數減小的方向移動，即平衡右移。3、壓強對化學平衡的影響結論:

A：△νg>0增大壓強，化學平衡向著氣態物質系數減小的方向移動，即平衡左移。C：△νg=0

改變壓強，化學平衡不移動。壓強的改變只影響有氣體參加或生成的可逆反應。對于只涉及固體或液體的反應，壓強的影響極其微弱，可以不予考慮再如：向氣體物質的量縮小的方向移動向氣體物質的量增大的方向移動條件改變平衡移動方向壓強增大壓強減小

N2(氣)+3H2(氣)

2NH3(氣)壓強(MpaNH3

(%)2.09.216.435.553.669.44500C時N2與H2反應合成NH3的數據分析：煤氣中毒病人血液中的化學平衡:CO(g)+Hb(O2)O2(g)+Hb(CO)K=

思考：應用化學平衡移動原理分析討論煤氣中毒后應采取那些搶救措施？

[Hb(O2)][CO][Hb(CO)][O2]

根據以上學習討論，可以將化學平衡移動規律簡單的總結為：根據上述可以看出：在密閉體系中，如果僅改變影響平衡的一個條件（如溫度、濃度、壓強）平衡將向

_______________方向移動。減弱這個改變的升高溫度，有利于平衡向吸熱方向移動改變濃度：若Q>K，平衡逆向移動；若Q<K，平衡正向移動改變壓強：若Q>K，平衡逆向移動；若Q<K，平衡正向移動早在1888年，法國科學家勒夏特列就發現了這其中的規律，并總結出著名的勒夏特列原理，也叫化學平衡移動原理：改變影響化學平衡的一個因素，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。檢測反饋題1.壓強變化不會使下列化學反應的平衡發生移動的是()H2(g)+I2(g)2HI(g)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C(s)+CO2(g)2CO(g)A2.促使化學平衡3H2(g)+N2(g)2NH3(g)；△H<0正向移動有各種措施，下列措施可行的是()

升高溫度B.增大體系壓強C.增大c(N2)D.容器體積增大BC4.下列平衡體系中,升溫或減壓都使平衡正向移動的是()A.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)；△H<0B.2NO(g)N2(g)+O2(g)；△H>0C.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；△H>0D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；△H<0C作業：1.完成課本52頁第3、4、6題。2.查找資料，分析工業合成氨是如何利用化學平衡移動規律提高轉化率的？等效平衡

等效平衡對于同一可逆反應，達平衡時，任何相同的組分的含量（體積、物質的量）均對應相同，這樣的化學平衡互稱為等效平衡。在恒溫恒容下，按不面同的投料方式進行反應平衡后各體系內相同組分濃度是否對應相同三條途徑最終達同一平衡,

由此得出什么規律？N2+3H22NH3(1)1mol4mol0mol(2)0mol1mol2mol(3)0.5mol2.5mol1mol在定溫定容的條件下，對于反應前后氣體分子數改變的可逆反應，只改變起始加入物質的物質的量，如通過可逆反應的化學計量數比換算成同一邊物質的物質的量與原平衡相同，則兩平衡等效.定溫（T）定容（V）條件下的等效平衡在恒溫恒容下，按不同的投料方式進行如下反應

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol(3)0mol1mol1mol1mol以上哪些投料方式在反應達到平衡后，CO2在平衡混合物中的含量相同？

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol“一邊倒”2mol

2mol

0mol

0mol

(3)0mol1mol1mol1mol“一邊倒”1mol

2mol

0mol

0mol

1.在一個固定體積的密閉容器中，加入2molA和2molB，發生如下反應：2A（氣）+2B（氣）3C（氣）+D（氣），達到平衡時，C的濃度為Wmol/L,若維持容器體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質達到平衡后,C的濃度仍為Wmol/L的是（）

A2molA+2molB+3molC+1molD B3molC+1molD+1molBC3molC+1molD D1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC2.在一固定容積的密閉容器中充入2molA和1molB，發生反應：2A(g)+B(g)xC(g),達到平衡后，C的體積分數為W%。若維持容器體積和溫度不變，按0.6molA,0.3molB和1.4molC為起始物質，達到平衡后，C的體積分數仍為W%，則x值為（）

A、1B、2C、3D、4B在恒溫恒壓下，按不同的投料方式進行如下反應

N2+3H22NH31mol3mol0mol2mol6mol0mol(3)2mol6mol2mol