化学平衡移动原理的实际应用
化学平衡平衡移动原理及其应用
今日课题:化学平衡的移动及其应用一.时,移动的结果是:⑴使其他反应物的转化率变大,而自身转化率变小⑵达新平衡时,该物质的浓度比原平衡大,其他反应物的浓度比原平衡小⑵改变反应物浓度和改变反应物的量不能等同,当反应物是固体或纯液体时,改变它的量时,浓度没有变化,平衡不移动⑶压强变化只对有气体参加的反应有影响,并且要引起浓度变化才可能引起平衡移动⑷温度升高时,无论是放热反应还是吸热反应,速率都会加快。
吸热反应方向的速率加快比放热反应方㈠浓度的影响 例1:(2007年全国卷I )如图是恒 温下某化学反应的反应速率 随反应时间变化的示意图, 下列叙述与示意图不相符合的是A. 反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等B. 该反应达到平衡态I后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态IIC. 该反应达到平衡态I后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态IID. 同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等㈡压强的影响例2.对可逆反应4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是A.反应达到平衡时,若两种反应物的转化率相等,则起始投入的n(NH3)∶n(O2)=4∶5B.反应达平衡后,对体系一直进行加压,平衡总是向逆向移动C.反应达到平衡时,若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体,平衡不移动D.当v正(NH3)∶v正(NO)=1∶1时,说明该反应已经达到平衡例3.在密闭容器中发生如下反应:mA(气)+nB(气)pC(气)达到平衡后,温度一定时,将气体体积压缩到原来的1/2 ,当达到平衡时,C的浓度的为原来的1.9倍,若压缩时温度不变,则下列说法中不正确的是A.m + n > p B.A的转化率降低C.平衡向逆反应方向移动 D.C的体积百分含量增加㈢温度的影响例4.反应A(g)+3B(g)2C(g);ΔH<0,达到平衡后,将气体混合物的温度降低,下列叙述中正确的是A.正反应速率加大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动B.正反应速率变小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动C.正反应速率和逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动D.正反应速率和逆反应速率减小,平衡向逆反应方向移动例5.可逆反应A+B(s)C达到平衡后,无论加压或降温,B的转化A. A为固体,C为气体,正反应为放热反应B. A为气体,C为固体,正反应为放热反应C. A为气体,C为固体,正反应为吸热反应D. A、C均为气体,正反应为吸热反应例 6.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) △H<0,平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。
化学平衡移动的原理及应用
化学平衡移动的原理及应用1. 原理化学平衡是指在化学反应中,反应物和生成物的浓度达到一种稳定状态的情况。
当这种稳定状态出现移动时,即反应物和生成物重新达到新的平衡浓度,这个现象被称为化学平衡移动。
化学平衡移动的原理是基于平衡常数和Le Chatelier定律。
1.1 平衡常数平衡常数(K)是用来描述化学反应平衡程度的指标。
对于一个化学反应的平衡表达式:A +B ⇌C + D平衡常数定义为:K = \(\frac{[C][D]}{[A][B]}\),其中方括号表示该物质的浓度。
平衡常数决定了化学反应正向和逆向反应的相对速度和平衡位置。
1.2 Le Chatelier定律Le Chatelier定律是一条描述化学平衡移动的规律。
它说到,当化学系统处于平衡状态时,如果受到外界影响,系统将调整自身以抵消这种影响,以达到新的平衡。
根据Le Chatelier定律,当一个化学系统受到扰动时,系统会对扰动做出反应。
具体来说,当增加了反应物浓度,反应会向生成物方向移动,以减少反应物浓度;相反,当增加了生成物浓度,反应会向反应物方向移动,以减少生成物浓度。
2. 应用化学平衡移动的原理可以应用于许多实际情况中,下面列举了几个常见的应用案例。
2.1 工业生产在工业生产中,化学反应平衡移动的原理可以用于控制反应的进程,以提高产品产率和纯度。
例如,在氨的制备过程中,通过改变反应物氮气和氢气的浓度,可以调节反应平衡位置,从而增加氨的产量。
2.2 环境保护化学平衡移动的原理也可以用于环境保护。
例如,在水体中存在大量的二氧化碳,导致水体呈酸性。
通过向水体中注入石灰,可以增加水中的碳酸钙浓度,从而减少水体的酸性,达到pH值的调节。
2.3 医药领域在医药领域,化学平衡移动的原理常常用于药物的设计和优化。
通过调节药物反应的平衡位置,可以控制药效和药物的副作用。
例如,某些药物的平衡常数可以在一定范围内调整,以增加药物的溶解度和稳定性。
化学反应的平衡移动
化学反应的平衡移动在化学反应中,平衡是指反应物和生成物的浓度或分压达到一定的比例,使反应达到一个动态平衡的状态。
平衡的移动是指改变反应条件,如温度、压力、浓度等,导致反应平衡位置的改变。
本文将探讨化学反应中平衡移动的原因、影响因素以及与平衡移动相关的应用。
一、化学反应的平衡移动原因化学反应的平衡移动是基于Le Chatelier原理,即“系统在受到扰动时,会产生使该扰动缓解的变化”。
根据这个原理,当化学反应受到外界条件的改变时,系统会通过移动平衡位置来缓解这种扰动。
具体而言,以下是一些导致平衡移动的原因:1. 温度变化:改变反应温度会影响反应速率和平衡位置。
一般而言,通过增加或降低温度,反应平衡位置可以相应地向生成物或反应物方向移动。
2. 压力变化:只对气态反应有效,改变反应体系的总压力会导致反应平衡位置的变化。
通过增加或减少总压力,反应平衡位置可以向分子数较多的一方移动。
3. 浓度变化:改变反应物或生成物的浓度会导致反应平衡位置发生变化。
增加反应物浓度会使反应平衡位置向生成物方向移动,而增加生成物浓度会使反应平衡位置向反应物方向移动。
4. 催化剂的使用:催化剂可以影响反应速率,但对反应平衡位置没有直接的影响。
二、影响化学反应平衡移动的因素除了上述的原因外,还有其他因素可以影响化学反应平衡移动。
以下是一些重要的因素:1. 反应物和生成物的物态:固态反应物和生成物不会因体积的变化而引起平衡移动,而气态和溶液态的反应物和生成物则会受到压力和浓度的影响。
2. 反应的平衡常数:平衡常数描述了反应体系在平衡状态下物质浓度之间的比例。
平衡常数越大,反应偏向生成物的概率越大;平衡常数越小,反应偏向反应物的概率越大。
3. 反应速率:平衡是反应速率相等时达到的,因此改变反应速率会导致平衡位置的移动。
例如,通过增加反应物的浓度或降低生成物的浓度,可以加快反应速率,导致平衡位置向生成物方向移动。
三、平衡移动的应用1. 工业应用:平衡移动的原理在工业生产中广泛应用。
化学平衡移动原理及应用
六、化学平衡移动原理应用——合成氨工业
问题1:写出合成氨的化学反应方程式,并说明这个 反应有什么特点?
N2+3H2
2NH3 △H=-92.4kJ·mol-1
特点: a、可逆反应 b、正反应放热 c、正反应是气体分子数目减小的反应。
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
①此原理只适用于已达平衡的体系
②平衡移动方向与条件改变方向相反。"对着干"
③移动的结果只能是减弱了外界条件的变化,但不 能完全抵消外界条件的变化量。
与改变瞬间比较
条件的改变
平衡移动方向 新平衡建立时
增大反应物浓度 向正反应方向移动 反应物浓度减小
具 减小反应物浓度 向逆反应方向移动 反应物浓度增大
条
生产,对动力、材料、设备等来说正
件
合适。
将氨气及时分离出来,及时补充N2、 H2,并循利用率高 c、单位时间内产量高
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。
浓度
高压 高温 使用
增大C反
高压 低温 无影 响
增大C反或减小C生
问题4:工业上合成氨的合适条件到底怎样?
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。
使用催化剂(铁触媒):这样可以大
大加快化学反应速率,提高生产效率,
合
也提高了经济效益;
成 氨 的
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;
化学平衡的原理与应用
化学平衡的原理与应用化学平衡是化学反应过程中达到的一个状态,反应物和生成物浓度不再发生变化。
化学平衡的原理是基于反应物分子碰撞的动力学过程和生成物逆向反应的热力学过程,使反应系统达到一个稳定的状态。
化学平衡具有重要的应用价值,在化学制品的生产、环境保护与自然科学研究等领域都有着广泛的应用。
一、化学平衡的原理在化学反应中,反应物分子通过碰撞来产生反应。
反应物浓度越高,反应产生的速率也就越快。
随着反应进行和反应物浓度的降低,反应速率也会下降。
当反应速率和逆向反应产生速率相等时,反应就处于一个平衡状态。
这种状态下,反应物和生成物浓度不再发生任何变化,称为化学平衡。
化学平衡时,反应物消耗的速率等于逆向生成物的速率,这两个速率之比称为化学平衡常数K。
K通常使用浓度作为反应物和生成物的单位,因此K也是浓度的函数。
在化学平衡中,反应物和生成物的物质量守恒。
然而,反应物浓度的变化会引起平衡位置的变化,即移动平衡位置的位置。
对于一个特定的反应方程式,平衡位的位置因不同的组成物浓度而发生变化。
当反应物和生成物浓度达到一定平衡常数时,平衡常数不再随之变化。
而平衡常数本身取决于化学反应的能量状态,即反应热力学。
当反应物的浓度变化时,生产的热能也会随之变化,而热能变化可以影响化学平衡。
因此,也可以称化学平衡为“热力学平衡”。
二、化学平衡的应用1. 化学制品的生产化学平衡在工业上能够有效的制造各种化学制品。
一般在实际工业中很少达到极端的化学平衡状态,而会在反应速度与生成率之间找到平衡点。
制造过程中,反应物和生成物的浓度可以通过调节温度和压力来控制,以达到所需的产物。
由于产物通常作为商业化合物销售,因此生产过程中应严格控制平衡条件以获得最佳产出率。
2. 环境保护化学平衡可以用来确定化学反应在环境保护方面的应用。
例如,当天然气燃烧时,氧气和甲烷通过化学反应产生二氧化碳和水蒸气,放出的温室气体会对全球环境产生影响。
了解这些反应的平衡条件对于减缓气候变化、控制空气污染以及保护水资源都有很大帮助。
化学平衡原理的应用
化学平衡原理的应用
化学平衡原理是指在化学反应中,反应物与生成物之间的物质浓度或者分压在一定条件下达到稳定状态的现象。
根据化学平衡原理,当一个化学体系从初始状态经过一系列反应达到一个平衡状态时,该平衡状态的各组分的浓度或者分压会保持不变。
化学平衡原理在许多实际应用中起到了重要作用。
下面将介绍其中几个常见的应用领域。
1. 酸碱中和反应:酸碱反应是化学平衡原理的一个常见应用。
在酸碱反应中,当酸与碱反应时,生成的盐和水会达到平衡状态。
根据化学平衡原理,当酸和碱的浓度或者分压达到平衡时,反应停止,生成物的浓度将保持稳定。
2. 溶解度平衡:溶解度平衡是指溶质在溶剂中的溶解度达到稳定状态的现象。
根据化学平衡原理,当溶质的溶解度达到平衡时,溶质的浓度将保持不变。
这一原理被广泛应用于化学实验室中,用于测定物质的溶解度以及从矿石中提取金属等。
3. 气相平衡:在气相平衡中,当气体之间发生反应时,反应物与生成物的分压会达到平衡。
这一原理被应用于工业生产中的化学反应,例如合成氨、硫酸等过程中的平衡控制。
4. 温度和压力的调节:根据化学平衡原理,改变温度和压力可以改变化学反应平衡位置。
通过调节温度和压力,可以控制反应物与生成物的浓度或者分压,进而影响化学反应的平衡位置。
这一原理被广泛应用于化工生产中的反应控制。
总之,化学平衡原理在许多化学反应和化学体系中都有重要的应用价值。
通过理解和应用平衡原理,可以更好地理解化学反应的本质,并且为实验和工业生产中的化学反应提供指导。
化学平衡移动
分离和提纯产物
利用化学平衡移动原理,通过改变条件使目 标产物从反应体系中分离出来,实现产物的 提纯和精制。
节能减排
通过合理设计工艺流程和操作条件,减少副 反应和废弃物的生成,降低能源消耗和环境 污染。
在环境保护中的应用
治理污染
利用化学平衡移动原理,通过添加试
大气污染治理
利用化学平衡移动原理,通过控制大
05
化学平衡移动的实验研究
实验目的和原理
实验目的
通过实验研究化学平衡移动的影响因素和规律,加深对化学平衡原理的理解。
实验原理
化学平衡是指在一定条件下,可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等,反应物 和生成物的浓度保持不变的状态。当外界条件改变时,平衡状态会被打破,反应 会向着减弱这种改变的方向进行,直到建立新的平衡。
对于有气体参加的可逆反应,改变压力会使 平衡向着气体体积减小的方向移动。例如, 在合成氨的反应中,增大压力会使平衡向右 移动,提高氨的产率。
06
结论与展望
研究结论
沉淀溶解平衡的移动
通过改变沉淀溶解平衡的条件(如温度、浓度、压力或添加其他物质),可以使平衡发生移动。实验结果表 明,当改变条件时,平衡会向着减弱这种改变的方向移动。
3
氧化还原平衡
当改变氧化剂或还原剂的浓度时,氧化 还原平衡会向着能够减弱这种改变的方 向移动。例如,增大氧化剂浓度时,还 原剂会被氧化;增大还原剂浓度时,氧 化剂会被还原。
03
化学平衡移动的应用
在工业生产中的应用
优化生产条件
通过控制温度、压力、浓度等条件,使化学 平衡向有利于生成目标产物的方向移动,提 高产物的产量和质量。
实验步骤和操作
实验操作 配置不同浓度的弱酸或弱碱溶液。
第43讲 化学平衡移动原理及应用
增大压强 减小压强 改变压强
向气体分子总数 减小 的方向移动 向气体分子总数 增大 的方向移动
平衡 不 移动
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
温度
升高温度 降低温度
向 吸热 反应方向移动 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
5.化学平衡中的特殊情况 (1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是 恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡没影响。 (2)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。 (3)充入惰性气体与平衡移动的关系 ①恒温、恒容条件 原平衡体系――充――入――惰―性――气――体―→体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不 移动
5.一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),其正反应放热。图1、图2表示
起始时容器甲、丙的体积都是V,容器乙、丁的体积都是 V2;向容器甲、丙内都充入 2a mol SO2和a mol O2并保持恒温;向容器乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并
保持绝热(即与外界无热量交换),在一定温度时开始反应。
第43讲
化学平衡移动原理及应用
复习目标
1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关 理论解释其一般规律。
2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
内容索引
考点一
化学平衡的移动
考点二
工业合成氨
真题演练 明确考向
课时精练
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化学平衡的移动
夯实必备知识
生活中的化学平衡移动原理
生活中的化学平衡移动原理作者:聂玉玲来源:《试题与研究·教学论坛》2011年第18期化学平衡移动原理又称勒夏特列原理,德国化学家勒夏特列在总结前人研究的基础上归纳出平衡移动的基本原理:当其他条件不变时,改变影响平衡的一个条件,平衡就会向减弱这种改变的方向移动。
在现实生活中,化学平衡移动原理有许多应用,下面便举一些实例加以阐述。
1.夏天喝汽水为什么可以降温消暑汽水即碳酸饮料,具有快速降温的作用,在炎热的夏季尤其受到人们的喜爱。
碳酸饮料的制造及降温原理均与平衡有关。
二氧化碳与水的反应是一个可逆反应,可表示为:CO2(aq)+H2OH2CO3(aq)。
常温常压下CO2的溶解度较小。
在密闭容器中,溶液中的CO2与气相中的CO2达到平衡,可表示为CO2(g)CO2(aq)。
为了使CO2更多的溶解于水中,生产时增加压强,使平衡正向移动,因而碳酸饮料瓶内压强较大,使用或运输时应注意不应剧烈摇动并避免高温环境,以防事故发生。
当人喝了含大量CO2的碳酸水后,由于压强又回到常压且体内的温度较高,此时CO2从胃中大量逸出并带走大量热量,从而达到了降温的目的。
2.用纯碱洗涤油污时为什么使用温热水较好有经验的妇女在洗含油污较多的衣服时用温热水(即使是夏天也是这样),为什么呢?油污的主要成分为油脂,油脂是酯类物质,不溶于水,直接用清水较难洗掉。
但在酸性或碱性条件下油脂均能水解,油脂在碱性条件下水解更彻底(也称皂化反应),水解产物也都易溶于水。
然而家用洗衣粉不可用烧碱,因烧碱的腐蚀性太强。
在家用洗衣粉中碱性成分主要是碳酸钠和硅酸钠,它们本身不是碱,而是通过水解产生碱性。
如碳酸钠水解的反应方程式可表示为:Na2CO3+H2ONaOH+NaHCO3,水解反应为可逆反应,且水解反应一般为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,水解程度增大,溶液的碱性增强,去油污能力增强。
所以在洗涤衣服时,使用温热水可提高洗涤的效果。
3.使用含氟牙膏为什么可以防龋齿牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2++3PO3-4+OH-。
化学平衡的移动与平衡常数调节:勒夏特列原理的应用
化学平衡是化学反应中的一个重要概念,它描述了化学反应在达到一定条件后,反应物和生成物之间的浓度或压力保持不变的状态。
勒夏特列原理是化学平衡移动和平衡常数调节的重要原则之一。
勒夏特列原理是由法国化学家亨利-勒夏特列提出的,他根据化学平衡的观察和实验,总结出了勒夏特列原理的基本内容。
勒夏特列原理可以简单地概括为:“当系统处于平衡状态时,任何一种影响平衡条件的因素发生变化,平衡系统会对这种变化产生反应,以抵消变化的影响,将系统重新达到平衡状态。
”根据勒夏特列原理,我们可以利用平衡常数来调节化学平衡。
平衡常数描述了反应物和生成物的浓度之间的关系,可以简单地理解为反应物转变为生成物的程度的度量。
平衡常数越大,说明反应物转变为生成物的程度越高,反之亦然。
通过改变反应物和生成物的浓度或压力,我们可以改变平衡常数的值,从而调节化学平衡。
根据勒夏特列原理,如果我们增加某种反应物的浓度或压力,系统会倾向于减少该反应物的浓度或压力,以重新达到平衡。
同样,如果我们减少某种反应物的浓度或压力,系统会倾向于增加该反应物的浓度或压力,以重新达到平衡。
以NH₃和N₂O的反应为例:2NH₃(g) + N₂O(g) ⇌ 3N₂(g) + 3H₂O(g)在此反应中,当我们增加NH₃或N₂O的浓度或压力时,根据勒夏特列原理,系统会减少这些反应物的浓度或压力,以重新达到平衡。
因此,NH₃和N₂O的浓度或压力会下降,而N₂和H₂O的浓度或压力会增加。
与此相反,当我们减少NH₃或N₂O的浓度或压力时,系统会增加这些反应物的浓度或压力,以重新达到平衡。
因此,NH₃和N₂O的浓度或压力会增加,而N₂和H₂O的浓度或压力会下降。
这个例子说明了勒夏特列原理的应用,通过调节反应物和生成物的浓度或压力,我们可以改变化学反应的平衡,使其倾向于反应物或生成物的一方。
总之,勒夏特列原理是化学平衡移动和平衡常数调节的重要原则。
通过改变反应物和生成物的浓度或压力,我们可以调节化学平衡,使化学反应倾向于反应物或生成物的一方。
化学平衡的实际应用-硫酸工业和氨工业
化学平衡的实际应用-硫酸工业和氨工业硫酸工业1.工业制H2SO4的原料有硫磺、硫铁矿(主要成分:FeS2)等。
244.可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q(Q>0),应用化学反应速率和化学平衡移动原理选择适宜的合成条件:(1)温度:根据化学平衡理论,________(填“低温”或者“高温”)对合成SO3有利。
但实际生产时选择的温度为400~500℃,理由是________________________、_____________________。
(试从化学反应速率角度思考)反应速率快,催化剂在400~500℃活性最大。
(2)压强:根据化学平衡理论,________(填“低压”或者“高压”)对反合成SO3有利。
但实际生产时选择的是常压,理由是__________________________、____________________________。
一是在常压时SO2的平衡转化率已经很高,增大压强后,SO2的平衡转化率提高并不多;二是加压对设备的要求高且耗能多,这样将增大投资和能量消耗。
(3V2O5作催化剂,作用是加快化学反应速率。
总结:①SO2Δ②SO2接触氧化的反应条件:常压、高温(400~500℃)和催化剂。
注意:(1)接触室中热交换器的作用:由于接触氧化是一个放热反应,且高温不利于SO3的生成,而热交换器可把反应生成的热传给需要预热的炉气。
在热交换器中,冷气体(SO2和O2等)在管道外流动,热气体(SO3等)在管道内流动,两种气体的流向是逆向(填“逆向”或“同向”),这样有利于充分的热交换。
(2)吸收塔里用98.3%的浓酸吸收SO3,而不是用水或稀硫酸吸收SO3的原因是:由于反应SO3+H2O→H2SO4是一个放热反应,如果用水或稀硫酸吸收SO3,放出的热量会使溶液形成大量的酸雾,不利于SO3的吸收。
吸收塔中装填了大量瓷环,目的是增大接触面积,有利于充分吸收SO3。
化学平衡的移动LeChatelier原理的应用
化学平衡的移动LeChatelier原理的应用化学平衡是化学反应中物质的相对浓度达到稳定并保持稳定的状态。
LeChatelier原理是一种通过改变反应条件来调整化学平衡的方法。
根据LeChatelier原理,当对一个化学平衡系统施加应激时,系统将会通过改变浓度、温度或压力等变量来恢复平衡。
在本文中,我们将讨论LeChatelier原理在化学平衡的移动中的应用。
1. 浓度的改变在一个化学反应平衡达到时,假设增加了反应物的浓度。
根据LeChatelier原理,系统会通过移动平衡来减少反应物的浓度。
这意味着反应会从右向左进行,产生更多的生成物以平衡浓度。
相反,如果反应物的浓度减少,系统将会从左向右移动平衡,以增加反应物的浓度。
2. 温度的改变化学平衡的移动还受到温度的影响。
当温度升高时,根据LeChatelier原理,系统会移动平衡以吸收多余的热量。
对于放热反应,升高温度会使得平衡向左移动,减少生成物的浓度。
反之,对于吸热反应,升高温度会使平衡向右移动,增加生成物的浓度。
3. 压力的改变在涉及气体的化学反应中,压力的改变会对平衡产生影响。
如果增加了反应容器的压力,根据LeChatelier原理,平衡将向压力较小的一方移动,以增加总压力。
相反,当压力减少时,平衡将向压力较大的一方移动,以减少总压力。
4. 催化剂的引入催化剂是能够加速化学反应速率,但不参与反应的物质。
在化学平衡中,催化剂的引入也会对平衡产生影响。
催化剂可以改变反应的反应路径,使得反应更迅速地达到平衡。
催化剂本身不会导致平衡的移动,但它们可以加快平衡达到的速度。
综上所述,LeChatelier原理在化学平衡的移动中起着关键的作用。
通过改变浓度、温度、压力和引入催化剂等条件,我们可以调整反应平衡,以获得所需的产物浓度或改变反应速率。
这一原理在化学工业中的应用广泛,例如在合成反应、控制废气排放和某些生物过程中的应用。
总结一下,LeChatelier原理提供了一种调整化学平衡的方法,通过改变反应条件来移动平衡。
高一化学知识点化学平衡的移动规律和平衡常数的应用原理
高一化学知识点化学平衡的移动规律和平衡常数的应用原理高一化学知识点:化学平衡的移动规律和平衡常数的应用原理化学平衡是化学反应达到动态平衡状态的时候,反应物和生成物的浓度保持在一定比例下不再变化。
在化学平衡中,物质的转化虽然停止,但是反应仍然在继续进行。
化学平衡的移动规律以及平衡常数的应用原理是我们理解和研究化学反应平衡的重要内容。
一、化学平衡的移动规律在化学平衡中,当外界条件发生改变时,平衡系统会产生一定的移动以重新建立新的平衡状态。
化学平衡的移动规律包括 Le Chatelier 原理和浓度-时间关系。
1. Le Chatelier 原理Le Chatelier 原理是指在一个达到平衡状态的反应系统中,当外界条件发生变化时,系统会调整自身以减小对外界变化的影响。
具体来说,当平衡系统的温度、压力、浓度等发生变化时,系统会向以减小变化影响为目标的方向进行移动。
- 温度的影响:在反应热是吸放热的情况下,温度升高会使平衡位置向吸热的方向移动,降低会使平衡位置向放热的方向移动。
反应热是放热的情况与上述相反。
- 压力的影响:压力的增加会使平衡系统向分子数少的方向移动,压力的降低会使平衡系统向分子数多的方向移动。
此处需注意,只有当反应物和生成物的摩尔数之和不相等的情况下,改变压力才会对平衡位置产生影响。
- 浓度的影响:增加某一反应物的浓度会使平衡系统向生成物的方向移动,增加某一生成物的浓度会使平衡系统向反应物的方向移动。
而当浓度只增加一个无关物质时,平衡位置不会发生改变。
2. 浓度-时间关系当反应物浓度逐渐增加或减少时,反应速率会相应改变。
在开始反应时,反应物浓度较高,反应速率较快,但随着反应进行,浓度逐渐减小,反应速率也会变慢。
最终,当反应物浓度减小至一定水平时,反应速率趋于稳定,达到平衡。
二、平衡常数的应用原理平衡常数是用于描述化学平衡中反应物和生成物浓度之间的相对关系的数值。
平衡常数的大小可用于预测平衡位置的偏向,以及影响平衡位置的外界因素。
浅谈化学平衡在生活中的应用
浅谈化学平衡在生活中的应用摘要:现实生活中的很多现象和实际的应用与化学平衡密切相关,化学平衡又是化学中非常重要的概念,了解化学平衡的相关概念对于学习化学知识以及化学与生活生产的联系,用所学知识解决生产生活中的问题有着重要意义。
关键词:化学平衡生活中应用化学平衡是化学中非常重要而又很难的概念,在生活中有很多应用,希望通过了解化学平衡的基本概念,了解各种化学平衡在人们生产生活中的一些应用,能解决生产生活中的实际问题。
一、什么是化学平衡化学平衡是化学中的一个非常重要的概念。
化学平衡是指在一定条件下的可逆反应中,化学反应的正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物各组分浓度保持不变的状态。
根据勒夏特列原理,如一个已达平衡的反应的条件被改变,该反应会随之改变来抗衡这种改变。
简单来说,要研究和利用一个化学反应,不仅要知道它进行的方向,還应该知道反应达到平衡时产物有多少。
就需要研究化学反应的限度,这个限度的存在就是化学平衡的意义所在。
描述反应进行的程度就要用到平衡常数的概念,化学平衡常数只是温度的函数,与反应开始的方向和浓度大小无关。
当然,任何化学平衡都是动态平衡。
二、化学平衡在生活中应用化学平衡作为化学科学中的一条极其重要的规律,在生活和生产中的应用是非常广泛的。
(一)人体血液中的酸碱平衡人体内血液中的pH值是一个比较稳定的数值范围,正常值是7.4±0.05。
这一相对稳定的数值范围保证了人体血液中进行的各种反应。
人体新陈代谢所产生的酸(碱)性物质会不断地进入血液中,但血液的pH仍会保持相对稳定,这是因为血液中存在着两对电离平衡,其中一对是碳酸氢根(碱性)和碳酸(酸性)之间的平衡,另一对是HPO42-(碱性)和H2PO42-(酸性)的平衡。
下面以HCO3-和H2CO3的电离为例说明血液pH稳定的原因。
人体血液中H2CO3和HCO3-物质的量之比为1:20,维持血液的pH为7.4。
当酸性物质进入血液时,电离平衡向生成碳酸的方向进行,过多的碳酸由肺部加重呼吸排出二氧化碳,减少的HCO3-由肾脏调节补充,使血液中HCO3-与H2CO3仍维持正常的比值,使pH保持稳定。
化学平衡的原理与应用
化学平衡的原理与应用化学平衡是化学反应达到一种稳定状态的情况。
在这种状态下,反应物和生成物之间的化学物质浓度保持不变。
化学平衡是化学反应动力学和热力学的结果,它遵循一定的原理和规律。
本文将探讨化学平衡的原理及其在实际应用中的重要性。
一、化学平衡的原理1. 动态平衡化学平衡指的是在闭合的反应体系中,反应物与生成物之间的转化速率相等,呈动态平衡的状态。
这意味着虽然反应仍然在进行,但总体上并没有产生净变化。
2. 反应速率与浓度根据速率定律,反应速率与反应物的浓度相关。
在化学反应进行时,反应物浓度的减小会导致反应速率的减慢,而反应物浓度的增加则会导致反应速率的增加。
3. 平衡常数平衡常数是衡量化学平衡程度的指标。
对于一个反应aA + bB ↔ cC + dD,平衡常数Kc定义为[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b。
平衡常数与反应物浓度的比例有关,它描述了反应物在达到平衡时的浓度关系。
4. Le Chatelier原理Le Chatelier原理指出,当外界对平衡体系施加压力时,系统会对这种压力做出反应以维持平衡。
例如,增加反应物的浓度会导致反应向生成物的方向移动,减少反应物的浓度则会导致反应向反应物的方向移动。
二、化学平衡的应用1. 工业生产化学平衡在工业生产中具有重要的应用价值。
通过控制反应物的浓度、温度等条件,可以使反应偏向所需的方向,提高产量和反应效率。
例如,在氨的工业合成中,通过控制温度和压力,可以将反应物氮气和氢气转化为氨气。
2. 酸碱中和酸碱中和反应也是化学平衡的重要应用之一。
在酸碱中和反应中,当酸和碱的摩尔比例满足化学平衡时,pH值达到中性。
这种平衡可以应用于水处理、药品生产等领域。
3. 生物体维持平衡生物体内的许多化学反应都在平衡条件下进行。
例如,呼吸作用中的氧气和二氧化碳交换,维持了生物体内的酸碱平衡。
此外,酶催化的反应也是在化学平衡状态下进行的。
4. 催化反应在催化反应中,催化剂的存在可以改变化学平衡的位置和速率。
3 第2节 化学平衡移动原理及应用
第2节 化学平衡移动原理及应用反应条件对化学平衡的影响1.化学平衡移动的过程 原化学平衡状态v (正)=v (逆)――→条件改变 平衡被破坏v (正)≠v (逆)――→一段时间后新化学平衡状态v ′(正)=v ′(逆)化学平衡移动2.化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v (正)>v (逆):平衡向正反应方向移动。
(2)v (正)=v (逆):反应达到平衡状态。
(3)v (正)<v (逆):平衡向逆反应方向移动。
3.影响化学平衡移动的外界因素若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下: 条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动 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(对有气体参加的反应)反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小 压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体分子数不变改变 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使用催化剂平衡不移动4.勒·夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(1)化学平衡发生移动的实质是正、逆反应速率不相等。
正、逆反应速率发生变化,平衡不一定移动。
例如:使用催化剂,正、逆反应速率均增加,但是同等程度地增加,正、逆反应速率仍然相等,所以平衡不发生移动。
(2)v(正)增大,平衡不一定向正反应方向移动。
只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。
(3)外界条件改变时,化学平衡发生移动,最终结果只能“减弱”条件的改变,但不能“消除”条件的改变。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”(1)平衡时,其他条件不变,分离出固体生成物,v正加快。
()(2)工业上生产硫酸的过程中,使用过量的空气可提高SO2的转化率。
化学平衡移动原理和应用
化学平衡移动原理和应用化学平衡移动原理是指当对一个化学系统施加一个扰动,系统会自发地发生反应,以减小扰动并恢复到原来的平衡状态。
这个原理是基于勒夏特利耶法则和质量作用定律。
在化学平衡移动原理的应用中,可以使用这个原理来控制反应条件、预测化学反应的方向和优化化学反应的收率。
首先,化学平衡移动原理可以用来控制反应条件。
当对一个化学系统施加一个扰动时,系统会调整反应速率以减小扰动。
例如,在气相反应中,通过调整反应温度或压力可以控制产物的生成量。
根据化学平衡移动原理,当温度升高时,反应会向吸热方向移动,生成需要吸热的产物。
相反,当温度降低时,反应会向放热方向移动,生成需要放热的产物。
类似地,通过增加或减少气相反应中的压力,可以改变反应的平衡位置。
其次,化学平衡移动原理可以用来预测化学反应的方向。
当一个化学系统达到平衡时,正反应和逆反应的速率相等。
如果扰动系统,例如改变反应温度或压力,使平衡位置改变,反应就会向平衡位置偏移。
根据化学平衡移动原理,平衡位置的移动方向可以通过比较起始平衡位置和新平衡位置的反应物和产物浓度来确定。
如果新平衡位置的产物浓度增加,说明反应向产物方向移动;如果新平衡位置的反应物浓度增加,说明反应向反应物方向移动。
最后,化学平衡移动原理可以用来优化化学反应的收率。
通过控制反应条件,可以使系统向有利于产物生成的方向移动,从而提高产物的收率。
例如,在工业催化反应中,通过控制温度、压力和催化剂的浓度,可以使反应向产物方向移动,增加产物的生成量。
此外,还可以通过添加吸收剂或改变反应物浓度来控制平衡位置的移动,从而提高反应的收率。
总之,化学平衡移动原理是化学反应中一个重要的基本原理,可以用来控制反应条件、预测反应方向和优化反应收率。
它的应用范围广泛,从基础实验研究到工业化生产都有重要的意义。
通过合理地利用化学平衡移动原理,可以提高反应的效率和经济性,推动化学领域的发展。
关于化学平衡及平衡移动的几个简单实验
关于化学平衡及平衡移动的几个简单实验一个化学反应达到平衡时,其体系中既有反应物,又有生成物,它们的浓度之间维系着一定的关系。
改变作用于平衡体系的某个因素,平衡将有相应的移动。
如果反应物或(和)生成物为有色物或是沉淀物,就能根据颜色的改变、沉淀量的多寡,“观察”到平衡的移动。
(1)甲基橙在酸液中呈红色,在碱液中呈黄色,其过渡色为橙色实验1取6支试管分别注入0.1mol/LHAc溶液5mL和2滴甲基橙。
然后往2—6号试管中依次加入0.2mol/L NaAc溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL并混匀,1号试管留作比较。
可观察到由1—6号试管中溶液的颜色由红色,经由橙色(过渡色)而黄色。
橙色表明溶液中既有红色型体也有黄色型体。
颜色系列变化是平衡及其移动的表现。
进而言之,可以想象在红色或黄色溶液中也应该有黄色或红色型体存在。
(2)橘红色Cr2O72-和黄色CrO2-4通过H+联系而达平衡2CrO42-+2H+ <=> Cr2O72-+H2O实验2取6支试管各加入3mL0.1mol/L K2CrO4溶液,接着往2—6号试管中依次滴加2、4、8、12、16滴lmol/L H2SO4并混匀,1号试管留作比较。
可观察到1—6号试管内溶液由黄色向橘红色过渡。
由过渡色可“觉察”到溶液中兼有CrO42-和Cr2O72-两种型体。
同时,也很容易想象,在黄色(或橘红色)液中必含有少量Cr2O72-(或CrO42-)型体的存在。
此外,有一个简单实验可确证K2Cr2O7液中含有少量CrO42-型体。
实验3把Ba(NO3)2、Pb(NO3)2液分别加入K2CrO4液得黄色BaCrO4、PbCrO4沉淀。
若往K2Cr2O7液中滴加Ba(NO3)2、Pb(NO3)2液也能得到两种黄色沉淀BaCrO4 (Ksp~10-10)、PbCrO4 (Ksp~10-13)。
这后两个实验就是K2Cr2O7液中含有CrO42-的明证。
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总结
思考:
工业上制备K的反应:KCl+Na → K+NaCl 该反应似乎违背了金属活动顺序,反应应该为: NaCl+K→Na+KCl,工业上为什么可以那样制备K?
850℃
Байду номын сангаас
850℃
KCl(液)+Na(液)
K(气)+NaCl(液)
本质:金属K为气体,从生产物分离出来,利于 平衡向右移动。高沸点金属制低沸点金属。
人体血液呈弱碱性,pH为7.35-7.45 思考:为什么人体血液的pH可以维持 在7.35-7.45之间?
缓冲溶液(缓冲对)
1.缓冲溶液是指由弱酸及其盐或者弱碱及其盐组成的混合溶液,能在一定程度 上减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,从而保持溶液的pH值相对稳定。
2.人体血液中存在的缓冲物质是H2CO3和NaHCO3.
3.人体血液缓冲物质的工作原理:
酒精测定仪
1.酒精测定仪的工作原理: 1
3
4
1
1
3
7
2.酒精测定仪中存在的化学平衡: 3.从酒精测定仪的工作原理和存在的化学平衡分析,酒精测定仪中加入H2SO4 的作用是:________________________________________________________ 使重铬酸钾在酸性条件生成硫酸铬,同时防止重铬酸钾转变为黄色的铬酸钾。
工业过程
注意:
(1)接触室中热交换器的作用:高温不利于SO3的生成,所以装 一个热交换器用来把反应生成的热传给需预热的炉气。在热交换 器中,冷气体(SO2 和O2等)在管道外流动,热气体(SO3等)在 管道内流动,两种气体流向是逆向的,这样有利于充分的热交换。
(2)SO3的吸收:反应SO3+H2O→H2SO4是一个放热反应,如果用 水或稀硫酸吸收SO3,放出的热量会使溶液形成大量的酸雾,不 利于SO3的吸收,所以工业上用98.3%的浓酸吸收SO3,然后在水 或稀硫酸中稀释浓硫酸,制得各种浓度的硫酸产品。
化学平衡移动原理的实际应用
硫酸工业
工业制H2SO4的基本思路:
思考:
(1)如何合成SO3? (2)如何合成SO2? 1.工业制H2SO4的主要原料是硫磺、硫铁矿,硫铁矿的主要成分为FeS2.
2.工业制H2SO4的原理: (1)SO2的制取、净化:
(2)SO2氧化成SO3: (3)SO3的吸收及H2SO4的生成:
氨工业
工业制NH3的基本思路:
思考:
(1)如何得到N2? 液化空气 (2)如何合成H2? 电解水 1.可逆反应: ,应用化学反应速率和化 学平衡移动原理选择适宜的合成条件: (1)温度的选择为__________ A.100~200℃ B.200~300℃ C.300~400℃ D.400~500℃ 理由是____________________________________________________________ (2)压强的选择为__________ A.1atm B.50~100 atm C.100~200 atm D.200~500 atm 理由是______________________________________________________________ (3)催化剂:选________作催化剂,目的是__________________________
3.二氧化硫的接触氧化反应: ,应用化学反应速率和化学平衡移动原理选择适宜的合成条件: (1)温度的选择为__________ A.100~200℃ B.200~300℃ C.300~400℃ D.400~500℃ 理由是____________________________________________________________ (2)压强的选择为__________ A.1atm B.50~100 atm C.100~200 atm D.200~400 atm 理由是______________________________________________________________ (3)催化剂:选________作催化剂,目的是__________________________