第3講勒夏特列原理的應(yīng)用

1、 善學(xué)乃長(zhǎng)，積小流以成長(zhǎng)江 2015化學(xué)（高二寒）楊 勒夏特列原理的應(yīng)用勒夏特列原理不僅適用于化學(xué)平衡體系，而且還適用于自然界中的一切動(dòng)態(tài)平衡體系，高中階段接觸到的有四類動(dòng)態(tài)平衡：化學(xué)平衡、溶解平衡、電離平衡和水解平衡。只要理解平衡移動(dòng)原理的含義，就可以熟練地應(yīng)用于各平衡中。這一知識(shí)點(diǎn)也是今后理綜綜合命題的熱點(diǎn)。一、常見四大平衡研究對(duì)象1化學(xué)平衡：可逆反應(yīng)。如：N2+3H2 2NH3；H0高溫不利于氨的生成，增大壓強(qiáng)有利于氨的生成。2電離平衡：弱電解質(zhì)。如：CH3COOH H+CH3COO；H 0加熱促進(jìn)電離，稀釋電離程度增大。3水解平衡：弱酸鹽或弱堿鹽或弱酸弱堿鹽。如：Fe3+3H2O Fe

2、(OH)3+3H+；H>0，配制Fe3+溶液應(yīng)加入少量相應(yīng)酸防止Fe3+水解。不斷加熱FeCl3溶液，蒸干灼燒可得到Fe2O3固體。4溶解平衡：氣體或固體溶于水形成的飽和溶液（1）氣體的溶解平衡如：Cl2+H2O H+Cl+HClO當(dāng)加入NaCl、CaCO3等時(shí)平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)。當(dāng)收集Cl2、SO2、CO2、H2S等氣體時(shí)往往分別通過(guò)飽和的NaCl、NaHSO3、NaHCO3、NaHS等溶液以除去可能有的酸性氣體，且抑制氣體的溶解。（2）固體的溶解平衡如：NaNO3(s) Na+( ag)+NO3(ag)；H 0 加熱促進(jìn)溶解Ca(OH)2(s) Ca2+( ag)+2OH( ag)；H0

3、加熱溶解度降低MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2 反應(yīng)的進(jìn)行是由于MgCO3存在溶解平衡：MgCO3(s) Mg2+( ag)+CO32( ag)，CO32能水解，加熱時(shí)促進(jìn)了CO32的水解也促進(jìn)了MgCO3的溶解，最終MgCO3轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2。二、勒夏特列原理在四大平衡中的應(yīng)用1. 在化學(xué)平衡中的應(yīng)用事例1：對(duì)于合成氨工業(yè)，采用的適宜條件是（1）增大氫氣、氮?dú)鉂舛?，及時(shí)將氨氣分離出來(lái)；（2）溫度為500的高溫；（3）壓強(qiáng)為20MPa50MPa；（4）使用鐵作催化劑。解釋：可逆反應(yīng)：N2+3H2 2NH3；H0，根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)，合成氨的方向是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，理論上應(yīng)溫度越

4、低、壓強(qiáng)越高越好，即低溫、高壓、使用催化劑，但從影響速率和平衡的因素分析，要有利于NH3的生成，盡可能加快反應(yīng)速率和提高反應(yīng)程度，實(shí)際生產(chǎn)中采取的是500的高溫。壓強(qiáng)過(guò)大對(duì)機(jī)器設(shè)備的強(qiáng)度要求較高，所以實(shí)際生產(chǎn)中采用壓強(qiáng)為20MPa50MPa；另外及時(shí)將氨氣分離出來(lái)，是利用減小生成物濃度，使平衡向生成氨的方向進(jìn)行。催化劑雖然不能使平衡移動(dòng)，但能提高速率，所以上述條件的選擇既注意速率和產(chǎn)率的一致性，也注意了二者的矛盾性，既注重了理論的應(yīng)用，又考慮了實(shí)際的可能性，是化學(xué)平衡理論在實(shí)際生產(chǎn)中的典型應(yīng)用?！镜淅治觥肯铝惺聦?shí)，不能用勒夏特列原理解釋的是（）實(shí)驗(yàn)室常用飽和NaHCO3溶液除去CO2中混有的

5、SO2氣體長(zhǎng)時(shí)間存放的氯水，會(huì)變?yōu)闊o(wú)色透明打開雪碧的瓶蓋，立即有氣體逸出經(jīng)粉碎的硫黃燃燒得較快、較完全合成氨工廠通常采用20MPa50MPa壓強(qiáng)，以提高原料的利用率合成氨工業(yè)中用鐵觸媒做催化劑   K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液后顏色變?yōu)辄S色A. 只有 B. C. D. 答案：B【舉一反三】工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸，其中重要的一步是催化氧化（生產(chǎn)中保持恒溫恒容條件）：2SO2（g）O2 （g）2SO3（g）   H1966 kJ·mol1生產(chǎn)中為提高反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是_（填字母，下

6、同）。 A向裝置中充入N2           B向裝置中充入過(guò)量的SO2 C向裝置中充入過(guò)量O2           D升高溫度 若在一定溫度下，向一個(gè)容積可變的恒壓容器中，通入3mol SO2 和2mol O2 及固體催化劑，發(fā)生上述反應(yīng)，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體體積為起始時(shí)的90%。保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器

7、中，將起始物質(zhì)的量改為5mol SO2（g）、35 mol O2（g）、1mol SO3（g） ，下列說(shuō)法正確的是_A第一次平衡時(shí)反應(yīng)放出的熱量為2949kJ   B兩次平衡SO2的物質(zhì)的量相等 C兩次平衡時(shí)的O2體積分?jǐn)?shù)相等            D第二次平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)等于2/9生產(chǎn)中在550 時(shí)，將20 mol SO2和10 mol&#

8、160;O2置于 5 密閉容器中，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的平衡轉(zhuǎn)化率（）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖所示。反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為010 M Pa。試計(jì)算反應(yīng) 2SO32SO2+O2 在550 時(shí)的平衡常數(shù)K=_。 A、B表示不同壓強(qiáng)下的平衡轉(zhuǎn)化率，通常工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是：_，并比較不同壓強(qiáng)下的平衡常數(shù)：K（010 MPa） _K（10 MPa）（填 “”或“”或“”）。答案： (1)C (2)CD  (3)2.5×10-4；常壓下400500°C，SO2轉(zhuǎn)化

9、率已經(jīng)很高了，加壓必須增大投資以解決增加設(shè)備和提供能量問(wèn)題；。2. 在溶解平衡中的應(yīng)用事例2：用勒夏特列原理解釋：為什么生活中飲用的碳酸型飲料打開瓶蓋倒入玻璃杯時(shí)會(huì)泛起大量泡沫。解釋：碳酸型飲料中未溶解的二氧化碳與溶解的二氧化碳存在平衡：CO2(g) CO2(aq)，打開瓶蓋時(shí)，二氧化碳的壓力減小，根據(jù)勒夏特列原理，平衡向釋放二氧化碳的方向移動(dòng)，以減弱氣體的壓力下降對(duì)平衡的影響。因此，生活中飲用的碳酸型飲料打開瓶蓋倒入玻璃杯時(shí)會(huì)泛起大量泡沫?！镜淅治觥?.某課外活動(dòng)小組為探究BaSO4的溶解度，分別將足量BaSO4放入下列溶液中溶解至飽和：5mL水 20mL0.5mol·L1的Na

10、2SO4溶液40mL0.2mol·L1的Ba(OH)2溶液 40mL0.1 mol·L1的H2SO4溶液中，(1)以上各溶液中，c(Ba2)的大小順序正確的是 (選填序號(hào)，下同)，(2)BaSO4的溶解度大小順序是 A>>> B>>> C>>> D>>>2.汽水是CO2的飽和溶液，其中存在如下平衡：H2CO3H+HCO3HCO3 H+CO32將汽水倒入試管中分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)分析結(jié)論錯(cuò)誤的是（）A加熱、平衡、可能都向左移動(dòng)B加入澄清石灰水，平衡、均向右移動(dòng)C加入CaCO3懸濁液，CaCO3的溶解平衡

11、向正方向移動(dòng)D通入過(guò)量CO2或滴加氯水，溶液PH均減小答案：1.(1)A (2)C 2.D【舉一反三】沉淀物并非絕對(duì)不溶，且在水及各種不同的溶液中溶解度有所不同，同離子效應(yīng)、絡(luò)合物的形成等都會(huì)使沉淀物的溶解度有所改變。已知AgCl+Cl-=AgCl2-，下圖是某溫度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情況。由以上信息可知： （1）由圖知該溫度下AgCl的溶度積常數(shù)為_。 （2）AgCl在NaCl溶液中的溶解出現(xiàn)如圖所示情況（先變小后變大）的原因是：_。 （3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明溶解度AgClAgIAg 2 S，實(shí)驗(yàn)方案是_（4）若在AgCl形成的濁液中滴

12、加氨水有什么現(xiàn)象？_發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_答案：（1）當(dāng)c（Ag+）=10-5mol/L時(shí)，c（Cl-）=10-7mol/L，所以AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c（Ag+）c（Cl-）=10-5×10-7=10-12， (2) 開始Cl-抑制了AgCl 的溶解，所以Ag+濃度變小了，但Cl-濃度增大使AgCl 形成AgCl2-絡(luò)合物。（3）向AgCl懸濁液中滴加KI稀溶液（0.1mol/L），固體由白色轉(zhuǎn)化為黃色，再向懸濁液中滴加同濃度Na2 S稀溶液（0.1mol/L），固體由黃色轉(zhuǎn)化為黑色；（4）白色沉淀溶解，形成無(wú)色溶液；AgCl+2NH 3

13、60;=Ag（NH 3 ） 2 + +Cl - 3. 在水解平衡中的應(yīng)用事例3：對(duì)于反應(yīng)：FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl；H 0，在配制FeCl3溶液時(shí)，為防止渾濁，通常加入少許稀鹽酸。解釋：FeCl3是一種強(qiáng)酸弱堿鹽，溶液中存在著水解平衡：FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl，在配制FeCl3溶液時(shí)，通常加入少許稀鹽酸，是因?yàn)镕e3+水解溶液顯酸性，為了防止水解，加入酸可使平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，抑制水解。4. 在電離平衡中的應(yīng)用事例4：對(duì)于某弱酸或弱堿的稀溶液，改變外界條件（1）外加離子（2）升溫

14、對(duì)稀溶液中的電離平衡的影響。解釋：（1）外加離子稀酸溶液稀堿溶液加入H+增大生成物濃度，抑制電離、向逆反應(yīng)方向移動(dòng)減小生成物濃度，促進(jìn)電離、向正反應(yīng)方向移動(dòng)加入OH-減小生成物濃度，促進(jìn)電離、向正反應(yīng)方向移動(dòng)增大生成物濃度，抑制電離、向逆反應(yīng)方向移動(dòng)（2）升溫，弱電解質(zhì)的電離過(guò)程是吸熱過(guò)程，升高溫度有利于向電離的方向進(jìn)行?！镜淅治觥砍叵?，濃度均為0.1 mol/L的4種溶液pH如下表：溶質(zhì)Na2CO3NaHCO3NaClONaHSO3pH11.69.710.34.0下列說(shuō)法正確的是A0.1 mol/L Na2CO3溶液加水，稀釋后溶液中所有離子的濃度均減少BNaHCO3溶液中：c(Na)c

15、(H)c(HCO3)c(OH)c(CO)CNaHSO3溶液中：c(Na+)>c(HSO3) > c(H2SO3)>c(SO32) > c(H+)>c(OH) D向NaClO溶液中滴加硫酸至中性時(shí)，2c(SO42)= c(HClO)答案：D【舉一反三】下列說(shuō)法正確的是A等濃度的：醋酸，苯酚，苯酚鈉，碳酸，碳酸鈉，碳酸氫鈉。按溶液pH由小到大排列順序是B標(biāo)況下，將01 mol·L-1 的氨水溶液中加入氯化銨晶體，若混合溶液pH=7，則c（NH4+）=c（Cl-）C飽和純堿 (Na2CO3)溶液中：2c(Na+)c(CO32)+ c(HCO3)+ c(H2CO

16、3)D0.01 mol·L1的Na2HPO4溶液中存在如下的平衡：HPO42+H2OH2PO4+OH HPO42H+PO43且溶液pH7；加水稀釋后溶液中HPO42、PO43、H的濃度均減小答案：A【專題過(guò)關(guān)練習(xí)】1.室溫下，0.1mol/L氨水10mL，加蒸餾水稀釋到1L后，下列變化中正確的是（）電離程度增大 C（OH-）增大 C（H+）增大 KW 增大 導(dǎo)電性增強(qiáng) 增大A B C D答案：C2.T時(shí)，某濃度醋酸鈉溶液的pH=10，下列說(shuō)法一定正確的是（ ）A溶液中由水電離出的OH一離子濃度c(OH一)=1×10一10mol·LB溶液中存在：c(H+)·

17、;c(OH一)=l×10C溶液中存在：c(Na+)>c(CH3COO一)>c(OH一)>c(H+)>c(CH3COOH) D溶液中存在：c(CH3COOH)+c（CH3COO一)=c(Na+)答案：D3.下列說(shuō)法正確的是( )A0.01mol/L的Na2HPO4溶液中存在如下的平衡：HPO42HPO43，加水稀釋，使溶液中的HPO42、H、PO43的濃度均減小B飽和NH4Cl溶液中：c(H)c(Cl-)c(NH4)2c(NH3H2O)c(OH-)C常溫下，0.01mol/L的 HA和BOH兩種溶液，其pH值分別為3和12，將兩溶液等體積混和后，所得溶液的pH7

18、 D在NH4HSO3 與NH4Cl混合溶液中，c(NH4)= c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(H2SO3)+ c(Cl-)答案：B4.下列說(shuō)法中正確的是（）A常溫下，稀釋0.1 mol/L的氨水，溶液中c（OH）、c（NH4+）、c（H+）均下降B常溫下，c（NH4+）相等的（NH4）2SO4 （NH4）2Fe（SO4）2 NH4Cl （NH4）2CO3溶液中，溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系是：CpH=8.3的NaHCO3溶液：c（Na+）c（HCO3）c（CO32）c（H2CO3）D當(dāng)溶液中存在的離子只有Cl、OH、NH4+、H+時(shí)，該溶液中離子濃度大小關(guān)系可能為c（Cl）c（NH4+

19、）c（OH）c（H+）答案：B5. 如圖，甲、乙、丙分別表示在不同條件下，可逆反應(yīng)A（g）+B（g）xC（g）的生成物C在反應(yīng)混合物中的百分含量w（C）和反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系下列說(shuō)法與圖象符合的是（）A甲圖中a表示反應(yīng)達(dá)到平衡后在恒溫恒壓條件下充入氦氣后的情況B乙圖中b曲線表示有催化劑的情況C根據(jù)丙圖可以判斷該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，x2D丁圖可表示在某固定容積的密閉容器中，上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后A的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度（T）變化的情況答案：C6.一定條件下，某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(1)恒溫恒容下，平衡時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率甲_（填“>”

20、“=”或“<”）乙。 (2)恒溫恒容下，若要使丙與甲平衡時(shí)各組分濃度相同，則x=_，y=_，z=_。 答案：(1)>；(2)1.375；0.5；0.75 7弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶解平衡均屬于化學(xué)平衡。.已知H2A在水中存在以下關(guān)系：H2A=HHA，HAHA2。(1)常溫下NaHA溶液的pH_(填選項(xiàng)字母)，原因是_。A大于7 B小于7 C等于7 D無(wú)法確定(2)某溫度下，若向0.1 mol·L1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol·L1 KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的體積變化)。此時(shí)該混合溶液中的下列關(guān)系一

21、定正確的是_。Ac(H)·c(OH)1.0×1014 Bc(Na)c(K)c(HA)2c(A2)Cc(Na)>c(K) Dc(Na)c(K)0.05 mol·L1(3)已知常溫下H2A的鈣鹽(CaA)的飽和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2(aq)A2(aq)H>0。若要使該溶液中Ca2濃度變小，可采取的措施有_(填選項(xiàng)字母)。A升高溫度 B降低溫度 C加入NH4Cl晶體 D加入Na2A固體.含有Cr2O的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.0×103mol·L1的Cr2O。為了使廢水的排放達(dá)標(biāo)，進(jìn)行如下處理：Cr2OCr3、Fe3

22、Cr(OH)3、Fe(OH)3(1)該廢水中加入綠礬和H，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(2)若處理后的廢水中殘留的c(Fe3)2.0×1013 mol·L1，則殘留的Cr3的濃度為_。(已知：KspFe(OH)34.0×1038，KspCr(OH) 36.0×1031)答案：. (1)B NaHA在水溶液中只電離不水解（2）BC （3）BD .（1）Cr2O+6Fe2+14H2Cr3+6Fe3+7H2O （2）3.0×106 mol·L18.近年來(lái)，某些自來(lái)水廠在用液氯進(jìn)行消毒處理時(shí)，還加入少量液氨，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH3+HClOH2O+NH2Cl(一氯氨)。NH2Cl較HClO穩(wěn)定，試分析加液氨能延長(zhǎng)液氯殺菌時(shí)間的原因： 。答案：加入液氨后，它與HClO結(jié)合成較穩(wěn)定的一氯氨， HClO濃度減小，使HClO跟別的物質(zhì)反應(yīng)的速率變慢，當(dāng)HClO逐漸減少時(shí)，平衡向生成HCl