壓強對化學平衡的影響

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《化學反應原理》(選修4)第2章化學反應的方向、限度與速率

第2節(jié)

化學反應的限度(第四課時)

反應條件對化學平衡的影響

復習回想1.什么是化學平衡移動？化學平衡移動的原因和本質(zhì)是什么？

2.溫度和濃度是如何影響化學平衡的？3.溫度升高放熱反應的化學平衡常數(shù)如何變化？為什么？

3、壓強對化學平衡的影響三支針筒中均抽入10mlNO2氣體，將針筒前端閉合。試驗原理：2NO2(g)N2O4(g)紅棕色無色(1)將其次支針筒活塞迅速推至5ml處(現(xiàn)象如下圖中abc所示)請觀測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。

現(xiàn)象

結(jié)論

a

b

c

氣體顏色先變深，后壓強增大，體積減小變淺，最終比原來深時，c(NO2)變大后又減小，平衡向左移動

[觀測.思考]三支針筒中均抽入10mlNO2氣體，將針筒前端閉合。試驗原理：2NO2(g)N2O4(g)紅棕色無色(2)將第三支針筒活塞迅速拉至20ml處。(現(xiàn)象如下圖中A1b1c1所示)請觀測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。

現(xiàn)象氣體顏色先變淺，后變深，最終比原來淺

結(jié)論壓強減小，體積增大時，c(NO2)減小后又增大，平衡向右移動

a1

b1

c1

1.填寫下表空格

3.壓強對化學平衡的影響氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)的改變量△vg

編號

反應N2(g)+O2(g)2NO(g)2NH3(g)2NO2(g)

K[NO]2[N2][O2][NH3]2[N2][H2]3[NO2]2[N2O4]

①

0-20

②N(g)+3H(g)22③N2O4(g)

10

2.請分析探討在恒溫下，將表中各反應的體積壓縮為原來的一半，以下三個反應濃度商Q的變化和平衡移動的方向，填寫下表。

反應類型N2O4(g)2NO2(g)

Q值變化增大

Q與K的關(guān)系移動方向QKQKQ=K向左移動向右移動不移動

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)N2(g)+O2(g)2NO(g)

減小不變

思考：壓強對化學平衡影響的實質(zhì)是什么？壓強對化學平衡影響的實質(zhì)是濃度的影響。

歸納總結(jié)(1)在其他條件不變的狀況下，壓強對平衡移動的影響：不變△vg=0,改變壓強，化學平衡狀態(tài)；,增大壓強，平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動，即平衡向左移動；△

vg0

△

即平衡向右移動。(2)壓強改變對固體或液體間的平衡無影響。

vg0,增大壓強，平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動，

即：△vg≠0增大壓強，平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)縮小的方向移動，減小壓強，平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大的方向移動。△

vg=0

改變壓強，化學平衡不移動。

一定溫度下，反應C(s)+H2O(g)CO(g+H2(g)在密閉容器中進行，一段時間后達到平衡，以下措施不能使平衡發(fā)生移動的是(A)

①增加C的物質(zhì)的量②保持體積不變，充入N2使

體系壓強增大③將容器的體積縮小一半④保持壓強不變，充入N2使容器體積變大A.①②B.②③C.①④D.③④解析：①C是固體，其濃度為常數(shù)，改變它的量平衡不移動；②保持體積不變，充入N2由于H2O、CO和H2的濃度都不變，所以平衡不移動；③縮小體積，壓強增大，平衡左移；④保持壓強不變，充入N2體積擴大，平衡右移。(等效于減小壓強)

歸納總結(jié)改變條件增大反應物的濃度減少生成物的濃度減少反應物的濃度增大生成物的濃度升高溫度降低溫度增大壓強減小壓強移動方向正向移動正向移動逆向移動逆向移動吸熱方向移動放熱方向移動向體積減小方向向體積增大方向移動結(jié)果(與改變時相比)反應物濃度減少生成物濃度增大反應物濃度增大生成物濃度減少溫度降低溫度升高壓強減少壓強增大

早在1888年，法國科學家勒﹒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律，并總結(jié)出著名的勒﹒夏特列原理，也叫化學平衡移動原理：假使僅改變影響化學平衡

的一個條件，平衡將向能夠減弱這個改變的方向移動。

總結(jié)1.勒夏特列原理僅適用于已達到平衡的反應體系，對不可逆過程或未達到平衡的可逆過程均不能使用。此外勒夏特列原理對所有的動態(tài)平衡(如溶解平衡、電離平衡、水解平衡等)都適用。2.對“減弱這種改變〞的正確理解(1)定性角度：用于判斷平衡移動的方向。(2)定量角度：“減弱〞不等于“消除〞,更不是“扭轉(zhuǎn)〞。

a

b

c

例如：1200℃反應H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的不同反應物濃度及相應的平衡轉(zhuǎn)化率

初始濃度/molL-1

平衡轉(zhuǎn)化率/%α(H2)60.054

c0(H2)AB0.01000.0120

C0(CO2)0.01000.0100

α(CO2)60.065

A種狀況氫氣轉(zhuǎn)化了0.006molL-1B種狀況，氫氣的濃度在A的基礎上增加了0.002molL-1轉(zhuǎn)化了0.00648molL-1,比A多轉(zhuǎn)化了0.00048molL-1,并沒有把增大的轉(zhuǎn)化完。

小結(jié)化學平衡移動規(guī)律：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若QK,平衡逆向移動改變濃度若QK,平衡正向移動若QK,平衡逆向移動改變壓強若QK,平衡正向移動

練習1.已知反應A2(g)+2B2(g)的是A.升高溫度，A2的轉(zhuǎn)化率增大B.升高溫度有利于反應速率增大，從而縮短達到平衡的時間C.達到平衡后，升高溫度或增大壓強都有利于該反應平衡正向移動D.達到平衡后，降低溫度或減小壓強都有利于該反應平衡正向移動2AB2(g)的ΔH0,以下說法正確(B)

2.在密閉容器中發(fā)生如下反應：aX(g)+bY(g)

cZ(g)+

dW(g),反應達到平衡后保持溫度不變，將氣體體積壓縮1到原來的，當再次達到平衡時，W的濃度為

原平衡時的21.8倍。以下表達中不正確的是A.平衡向逆反應方向移動B.a+bc+dC.Z的體積分數(shù)增大D.X的轉(zhuǎn)化率下降(

C)

3.某溫度下反應:N2O4(g)=NO2(g)(正反應吸熱),在密閉容器中達到平衡，以下說法不正確的是(B)

A.加壓時(體積變小),將使正反應速率增大B.保持體積不變，參與少許NO2,將使正反應速率減小C.保持體積不變，參與少許N2O4,再達到平衡時，顏色變深D.保持體積不變，通入He,再達平衡時顏色不變

3.某溫度下反應N2O4(g)

2NO2(g)(正反應吸熱)在密閉容器(B)

中達到平衡，以下說法不正確的是A.加壓時(體積變小),將使正反應速率增大

B.保持體積不變，參與少許NO2,將使正反應速率減小C.保持體積不變，參與少許N2O4,再達到平衡時，顏色變深D.保持體積不變，通入He,再達平衡時顏色不變

24.在水溶液中橙紅色的Cr2O27與黃色的CrO4有以下平衡關(guān)---+2-系：Cr2O2+HO2CrO+2H,把重鉻酸鉀(K2Cr2O7)724

溶于水配成的稀溶液是橙色的。(1)向上述溶液中參與NaOH溶液，溶液呈________色。因為__________________________________________。(2)向已參與NaOH溶液的(1)溶液中再參與過量稀硫酸，則溶液呈______色，由于__________________________。(3)向原溶液中參與Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4為黃色沉淀),則平衡________(填“向左移動〞或“向右移動〞),溶液顏色將______________。

解析(1)加堿中和溶液中的H+平衡右移,溶液中的CrO42-增大;(2)加酸使平衡左移，溶液中Cr2O72-的增大