反应条件对化学平衡的影响
思路1:加快化学反应速率 措施:催化剂、加热、加压、增大反应物浓度、 增大接触面积…… 思路2:使反应平衡右移 措施:降温、加压、减小生成物浓度、增大反应 物浓度……
综合措施: 合适的催化剂,适宜的温度
增大接触面积,移走生成物
实验 设计
探究温度、催化剂比表面积对v的影响
实验 编号
T/℃
① 280
化学反应速率与 平衡移动
浙江省磐安中学 蒋莉莉
身 心 两 安 , 自 在 磐 安
• 汽车尾气引起的环境问题愈发的尖锐 • 科学家正致力于研究减少汽车尾气中有毒
物质的排放
提出问题
1. 汽车尾气的主要成分是什么? 2. 汽车尾气净化的主要原理是什么? 3. 假如你是科学家,从原理上你会采取哪些措施来
减少尾气的排放?
1.加快化学反应速率; 2.使反应平衡正向移动;
深度思考:
1.对于可逆反应,一定条件下达到了平衡: (1)若化学反应速率发生了改变,平衡一定发生移动吗? (2)若平衡发生移动,化学反应速率一定改变吗?
题组训练
1.某温度下,密闭容器中发生 反应2CO(g)+2NO(g) ⇌ N2(g)+2CO2(g) △H<0 ,建立化学平衡后,t1改变条件对该反应的正、逆反应速 率的影响如图所示:
影响 结果 外界 条件改变
移动方向
新平衡 V正 V逆
△V≠0 增大压强 体积缩小方向 降低压强 体积增大方向
△V=0 增大压强 降低压强
气体体积之和大的反应速率改变的幅度更大。
题组训练
3.下列各图是温度或压强对反应2A(g) +B(s) ⇌2C(g) +D(g) △H>0的正、逆反应速率的影响,曲线交点表示建立 平衡时的温度或压强,其中正确的是
A
B
C
D
(1)增大C(NO)对反应速率影响的图像是 B ,平衡 向右移动。
浓度篇
影响 结果 外界 条件改变
移动方向
新平衡 V正 V逆
增大反应物浓度 正反应方向
增大生成物浓度 逆反应方向
减小反应物浓度 逆反应方向
减小生成物浓度 正反应方向
只改变反应物或生成物浓度,使平衡移动的瞬间曲线是连续的。
题组训练
(5)集气瓶中充满Cl2和H2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸
;
光和热
(6)铁片与稀硫酸制取氢气时,滴加少量CuSO4溶液,可加快产生
H2的速率。
原电池
题组训练
6.已知某条件下,合成氨反应的数据如下:
N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 起始浓度/mol·L-1 1.0 3.0 0.2
② 280
③ 350
NO初始浓度/ mol·L-1
1.00×10-3
1.00×10-3 1.00×10-3
CO初始浓度/ mol·L-1
3.60×10-3
3.60×10-3 3.60×10-3
催化剂的比表面 积/ m2·g-1 82
124
124
控 制 变 量法
预测实验结果
数形结合
问题解决
1. 加快反应的方向移动
深度思考:
2.研究表明,NO和CO 反应比较难得到反应产物,请你 试用碰撞理论来解释原因?
增大反应物 浓度
单位时间
升高温度
单位体积 内活化分 子数增加
单位体积 有效碰撞 次数增多
活化分子 百分数 增加
增大气体 压强
反应速率加快
催化剂
题组训练
5.下列事实中,是什么因素影响了化学反应速率?
2.下图表示可逆反应,2CO(g)+2NO(g) ⇌ N2 (g)+2CO2(g),
当增大压强时,平衡由a点移到b点,正确的曲线是( B )
v
V正
av
bva
v
b
V正
V正
V逆
b V逆
a V逆
V逆
ba
V正
P
P
P
P
A
B
C
D
若换成可逆反应H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g),请你画出曲线图
压强篇 2CO(g)+2NO(g) ⇌ N2 (g)+2CO2(g)
温度篇
2CO(g)+2NO(g) ⇌ N2 (g)+2CO2(g)
△H<0
影响 结果 外界 条件改变
移动方向
新平衡 V正 V逆
升高温度 吸热方向
降低温度 放热方向
吸热反应方向的速率变化幅度更大
题组训练
4.
催化剂
产 物
使用催化剂
含
量
0 t1 t2
t
催化剂对化学平衡移动无影响,它能同等程度地改
变正、逆反应速率,可以改变化学反应达到平衡所需 的时间。
适宜的温度 合适的催化剂
用三效催化剂和电子控制发动机系统,可使碳氢化合物 和一氧化碳排放减少90%--95%,氮氧化物减少80%--90%, 使汽车尾气得到很大的治理与净化。 增大接触面积
催化剂做成网状结构,或者“蜂窝煤” 结构,增大接触 面积,加快反应速率。
问题解决
2. 平衡移动
减小生成物的浓度 将CO2和N2转移出去,可以考虑在尾气排放装置
2 s末浓度/mol·L-1 0.6 1.8
1.0
4 s末浓度/mol·L-1 0.4 1.2
1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时,下列
说法中错误的是 ( A )
A、2 s末氨气的反应速率=0.4mol/(L·s) B、前2 s时间内氨气的平均反应速率=0.4mol/(L·s)
C、前4 s时间内氨气的平均反应速率=0.3mol/(L·s) D、2 s~4 s时间内氨气的平均反应速率=0.2mol/(L·s)
加上一个小型风扇,加速尾气排放,生成物减少, 反应正向更彻底。
问题解决
3. 延长反应时间
1. 增大排气管,即增大排气管截面的面积,面积越大 催化越完全。 2. 将排气管做成螺旋状,增加了长度,延长反应时 间,催化反应更完全,减少尾气排放。
(1)同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片和镁条,产生气 体有快有慢; 反应物的性质
(2)融化的KClO3放出气体很慢,撒入少量的MnO2后很快有气体产
生了;
催化剂
(3)锌粉与碘混合后,无明显现象,当加入几滴水时,立即有紫红 色蒸气产生; 催化剂
(4)无色的KI晶体与白色的HgCl2粉末混合时,无明显现象,若将其 加入水中,立即有红色的HgI2生成; 溶剂
小结:
1. 化学反应速率的改变不一定会影响化学平衡的 移动; 2. 只有当化学反应速率改变的幅度不一样,才会 发生平衡移动; 3.化学平衡发生移动,化学反应速率必然改变。
原平衡 条件改变 V正=V逆
原平衡 被破坏
V正’≠V逆’
自发
新平衡 V正’’=V逆’’
勒夏特列原理---平衡移动原理(实质是“叛逆”): 如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、