化学平衡移动原理和应用
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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。
化学平衡的移动化学平衡是指在化学反应中,反应物转化为生成物的速率与生成物转化为反应物的速率相等的状态。
在化学反应过程中,因为温度、压力、浓度等条件的变化,平衡位置会发生移动。
本文将介绍化学平衡的移动原理和影响因素,并探讨一些常见化学反应中平衡位置的移动情况。
1. 化学平衡的移动原理化学平衡的移动原理是根据勒夏特列原理提出的。
根据该原理,在一定温度下,反应物和生成物的浓度与平衡常数有关。
平衡常数表示反应物与生成物浓度的比值,它是与温度有关的固定值。
当反应物和生成物浓度发生变化时,反应系统会通过移动平衡位置,使浓度重新达到平衡常数所对应的值。
2. 影响化学平衡移动的因素2.1 温度的影响温度是影响化学反应速率的重要因素,也会影响化学平衡的移动。
一般来说,温度的升高会使反应速率加快,平衡位置向生成物方向移动;而温度的降低则会使反应速率减慢,平衡位置向反应物方向移动。
2.2 压力的影响对于气相反应,压力也会影响化学平衡的移动。
根据反应物和生成物的物质摩尔数关系,压力的升高或降低会导致平衡位置的移动。
例如,在气体反应中,当压力增加时,系统会向摩尔数较小的一方移动,以减少压力;而压力降低则会导致平衡位置向摩尔数较大的一方移动。
2.3 浓度的影响反应物和生成物的浓度变化也是引起化学平衡移动的重要因素。
一般来说,当反应物浓度增加时,平衡位置会向生成物方向移动,以消耗过量的反应物;反之,当反应物浓度减少时,平衡位置会向反应物方向移动,以补充反应物。
3. 常见化学反应中的平衡位置移动情况3.1 酸碱中和反应酸碱中和反应中,平衡位置的移动可以通过加入过量的酸或碱来实现。
例如,在硫酸和氢氧化钠的中和反应中,如果加入过量的硫酸,平衡位置会向反应物一侧移动,生成更多的盐和水。
3.2 氧化还原反应氧化还原反应中,平衡位置的移动可以通过改变氧化态来实现。
例如,在二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应中,通过增加氧气浓度或减少二氧化硫浓度,可以使平衡位置向生成三氧化硫的一侧移动。
素养说明:化学平衡在化工生产中有非常重要的应用,尤其是控制合适的反应条件使平衡向着理想的方向移动,是近几年高频考点,充分体现了学以致用的原则。
1.总体原则(1)化工生产适宜条件选择的一般原则条件原则从化学反应速率分析既不能过快,又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性,又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率,从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制(2)平衡类问题需考虑的几个方面①原料的来源、除杂,尤其考虑杂质对平衡的影响。
②原料的循环利用。
③产物的污染处理。
④产物的酸碱性对反应的影响。
⑤气体产物的压强对平衡造成的影响。
⑥改变外界条件对多平衡体系的影响。
2.典型实例——工业合成氨(1)反应原理N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1(2)反应特点:①反应为可逆反应;②正反应为放热反应;③反应物、生成物均为气体,且正反应为气体物质的量减小的反应。
(3)反应条件的选择反应条件对化学反应速率的影响对平衡混合物中氨含量的影响合成氨条件的选择增大压强增大反应速率平衡正向移动,提高平衡混合物中氨的含量压强增大,有利于氨的合成,但需要动力大,对材料、设备的要求高。
故采用10~30MPa的高压升高温度增大反应速率平衡逆向移动,降低平衡混合物中氨的含量温度要适宜,既要保证反应有较快的速率,又要使反应物的转化率不能太低。
故采用400~500 ℃左右的温度,并且在该温度下催化剂的活性最大使用催化剂增大反应速率没有影响工业上一般选用铁触媒作催化剂(4)原料气的充分利用合成氨反应的转化率较低,从原料充分利用的角度分析,工业生产中可采用循环操作的方法可提高原料的利用率。
[题型专练]1.某工业生产中发生反应:2A(g)+B(g)2M(g)ΔH<0。
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。
课题:化学平衡的移动基础自测化学平衡的移动1.化学平衡的移动就是改变外界条件,破坏原有的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程。
2.图示3.平衡移动的方向(1)若v(正)>v(逆),则平衡向正反应方向移动。
(2)若v(正)=v(逆),则平衡不移动。
(3)若v(正)<v(逆),则平衡向逆反应方向移动。
[特别提醒](1)外界条件改变,平衡不一定发生移动。
①若条件改变,未引起化学反应速率的变化,则平衡一定不移动,如增加固体的用量。
①若条件改变,引起了化学反应速率的变化,但v(正)、v(逆)同等程度的改变,则平衡不发生移动。
①若条件改变,引起v(正)≠v(逆),则平衡一定发生移动。
(2)平衡发生移动,说明外界条件一定发生改变。
浓度变化对化学平衡的影响1.浓度对化学平衡的影响在其他条件不变的情况下,改变参与反应物质的浓度对化学平衡的影响:(1)增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,使得v(正)大于v(逆),平衡向正反应方向移动。
(2)减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,使得v(正)小于v(逆),平衡向逆反应方向移动。
2.平衡移动图像(vt图)(1)平衡正向移动(2)平衡逆向移动压强变化对化学平衡的影响1.压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系2.在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响(1)增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动。
(2)减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。
3.平衡移动图像(vt图)以m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)为例(1)若m+n>p+q(2)若m+n<p+q(3)若m+n=p+q温度变化对化学平衡的影响1.温度对化学平衡的影响(1)在其他条件不变的情况下,升高温度,平衡向吸热的方向移动。
(2)在其他条件不变的情况下,降低温度,平衡向放热的方向移动。
2.平衡移动图像(vt图)(1)若a A+b B c C+d DΔH<0(2)若a A+b B c C+d DΔH>0催化剂与化学平衡平衡移动原理1.催化剂与化学平衡(1)催化剂对化学平衡的影响催化剂能同等程度的增大正、逆反应的速率,对化学平衡移动无影响,但能缩短达到平衡所需要的时间。