化学平衡移动课件

三、化学平衡移动原理应用——合成氨工业 合成氨条件的选择
问题4：工业上合成氨的合适条件到底怎样？
合 成 氨 的 适 宜 条 件
使用催化剂：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；
选择合适的温度：500℃左右，该温度是为 合成氨催化剂的活性温度； 选择合适的压强: 2.0×107~5.0×107Pa，该 压强下进行生产，对动力、材料、设备等来 说正合适。 将氨气及时分离出来 循环操作过程
在某容器中，C(s) + H2O(g)
CO(g) + H2(g)
反应达平衡，在温度、容器体积不变的情况下，向
容器中充入一定量的H2，当建立新平衡时（ C ） A、CO、H2 的浓度都比原平衡时小 B、CO、H2 的浓度都比原平衡时大
C、H2O(g)、H2 的浓度都比原平衡时大
D、 H2O(g)、CO 的浓度都比原平衡时大 改变条件后，平衡向减弱改变的方向移动
问题2：请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？
主要：经济效益与社会效益
基本要求：
a、反应快 b、原料利用率高 c、单位时间内产量高
三、化学平衡移动原理应用——合成氨工业 合成氨条件的选择
问题3：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。
结 论
N2+3H2
2NH3
从反应速率的角度看：温度越高、压强越大，化学反 应越快， 使用催化剂反应加快，单位时间内生成的产 品越多； 从化学平衡的角度看：高压低温，平衡时生成物NH3 的百含量高。
2、压强变化对化学平衡的影响
总结
1、增大压强，化学平衡向着气体分子数目减少 的方向移动；
2、 减小压强，化学平衡向着气体分子数目增多 的方向移动。 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
2、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)
V
V(正)
V(正)= V(逆)
实验2-6
在试管中加入15滴0.005mol/L FeCl3溶液和15滴
0.01mol/L KSCN溶液振荡溶液呈红色，在这个反应体系
中存在下述平衡 ：
Fe3+＋3SCN-
红色 用空白滴管将上述溶液分置于井穴板的三个井穴中， 其中一个井穴进行对比 步骤:
Fe(SCN)3
（1）向1号井穴中滴加4滴FeCl3溶液，观察颜色变化；
化学平衡的移动
V
ν正
ν正=ν逆
≠0
复 习
t
ν逆
逆：对象：可逆反应 化 学 平 衡
t1
等：本质：V正=V逆
动：特点：平衡是动态，V正=V逆≠0
定：现象：反应混合物中各组成的浓度保持不变
变： 发展：条件改变时，V正≠V逆，原平衡
受到破坏
一、化学平衡移动
速率不变：平衡不移动
程度相同（ν 正 = ν 逆）：平衡不
平衡 改 ν正 = ν逆 变
条 件
移动
速 率 改 程 变 度 不 同
改变条件后，向速率大的 方向移动
ν正 ＞ν逆，平衡向正反应方 向移动
ν正 ＜ν逆，平衡向逆反应方向 移动
哪些条件的变化会对化学反应速率产 生影响，将产生什么样的影响？
1、浓度： 增加反应物浓度，可以加快反应速率 2、温度：升高温度，可以加快反应速率 3、压强：（对于有气体参加的反应） 增大压强，可以加快反应速率 4、催化剂： 使用正催化剂，可以反应速率
可逆反应 H2O(g)＋C(s)
CO(g)＋H2(g) 在
一定条件下达平衡状态，改变下列条件，能否 引起平衡移动？（ ① ③ ） ①增大水蒸气浓度 ②加入更多的碳
③增加H2浓度
改变条件后能使CO浓度有何变化? 气体或溶液浓度的改变会引起反应 速率的变化 纯固体或纯液体用量的变化不会引 起反应速率改变，化学平衡不移动
对于反应前后气体分子数目不变的反应
V V( 正 ) V正= V逆 V( 正 )
V
V( 逆 )
0
V( 逆 )
V正= V逆
⑤增大压强
t
0
⑥减小压强
t
V正＝V逆 平衡不移动
压强引起平衡移动的相关v-t图分析
3、温度对化学平衡的影响
2NO2
红棕色
N2O4
无色
△<0
3、温度变化对化学平衡的影响
化学平衡移动原理——勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、 温度、或压强等），平衡就向能够减弱这种改 变的方向移动。
注意： ①是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变 ②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、沉淀平衡、水解平衡等），未平衡 状态不能用此来分析 ③平衡移动原理只能用来判断平衡移动方向，但不能 用来判断建立平衡所需时间。
(红棕色) 实验步骤： 1、取一只装有NO2和N2O4混合气体的针管 2、迅速挤压活塞，观察现象 3、迅速拉动活塞，观察现象
N2O4
(无色)
2、压强变化对化学平衡的影响
对于某些有气体参与的可逆反应，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。
(1)、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 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 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。 当反应前后体积相同时，增大倍数相同。
3、温度变化对化学平衡的影响
V V( 正 )
V吸热
V放热
V( 逆 )
0
①升高温度
t
结论：其他条件不变，升高温度平衡向吸热反应方向 V吸 ＞ V放 平衡向吸热方向移动 移动
温度引起平衡移动的相关v-t图分析
3、温度变化对化学平衡的影响
V V( 正 ) V放热
V( 逆 )
0
V吸热
②降低温度
t
结论：其他条件不变，降低温度平衡向放热反应方向 V放＞V吸 平衡向放热反应方向移动 移动
V(正)=V(逆)
V(逆)
0
t1
t2
t3
t
0
t1
t2 t3
t
①增大反应物浓度
②减小生成物浓度
结论：增加反应物浓度或减小生成物的浓度可使平 V正＞V逆 平衡正向移动 衡正向移动 浓度引起平衡移动的v-t图分析
1、浓度的变化对化学平衡的影响
V
V ( 正)
V(正) = V(逆)
V
V(逆) V(正)
温度的改变对正逆反应速率都会产生影响，但影 响的程度不同，温度的变化对吸热反应的速率比放热 反应的速率影响大。
温度改变，平衡一定发生移动。
具体表现在： 升高温度，正、逆反应速率都增大，但增大的倍数不 一样，吸热反应增大的倍数大，化学平衡向吸热反应 方向移动。 降低温度，正、逆反应速率都减小，但降低的倍数不 一样，吸热反应降低的倍数大，化学平衡向放热反应 方向移动。
V(正)=V(逆)
V(逆)
V(正)
V(正)= V(逆) V(正)=V(逆)
V(正)
V ( 逆)
V(逆)
0
t1
t2 t3
t
0
t1
t2
t3
t
①减小反应物浓度
②增大生成物浓度
结论：减少反应物的浓度或增加生成物的浓度可使 V逆＞V正 平衡逆反应方向移动 平衡向逆反应方向移动 浓度引起平衡移动的v-t图分析
1、浓度的变化对化学平衡移动的影响 结论：其它条件不变的情况下
①增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡正向移动 ②增大生成物浓度或减小反应物浓度平衡逆向移动
意义：工业上往往根据上述原理，通过适当增加相 对廉价的反应物或及时分离出生成物的方法提高产 量、降低成本。
实验三
2、压强对化学平衡的影 响
2NO2
三、化学平衡移动原理应用——合成氨工业 合成氨条件的选择问题1：写出合来自氨的化学反应方程式，并说明这个
反应有什么特点？
N2+3H2
特点：
a、可逆反应
2NH3 △H＝－92.4kJ· mol－1
b、正反应放热
c、正反应是气体分子数目减小的反应。
三、化学平衡移动原理应用——合成氨工业 合成氨条件的选择
对达化学平衡的反应体系 A + B （恒T、V） 增加A物质的量： A的转化率 减小
C + D
B的转化率 增大
平衡移动的影响没有外界条件的改变影响大 在生产上往往采用增大容易取得的或成本较低 的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到 充分利用 合成NH3工业——增加N2的量，提高H2的 转化率
（2）向2号井穴中滴加4滴KSCN溶液，观察颜色变化；
（3）向1、2号井穴中各加入5滴0.01mol/LNaOH溶液液， 观察现象。
1、浓度的变化对化学平衡的影响
V
V(正) V(正)
V(正)= V(逆) V(正)=V(逆)
V
V(正)
V(正) = V(逆)
V(逆)
V(正)
V(逆)
V(逆)
已知N2与H2反应合成NH3是一个可逆 反应，其热化学方程式为： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H＝－92.4kJ· mol－1
合成氨的工艺流程如图2－24 所示。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 用有关知识分析采取这些措施的原 因。 1．向反应器中注入过量N2。 2．采用适当的催化剂。 3．在高压下进行反应。 4．在较高温度下进行反应。
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 实验2-5
已知在K2Cr2O7的溶液中存在着如下平衡
Cr2O72－＋H2O 橙色 2CrO42－＋2H＋ 黄色