压强对化学平衡的影响

《化学反应原理》(选修4) 第2章 化学反应的方向、限度与速率

第2节

化学反应的限度(第四课时)

反应条件对化学平衡的影响

复习回顾1.什么是化学平衡移动？化学平衡移动的原因 和本质是什么？

2.温度和浓度是如何影响化学平衡的？3.温度升高放热反应的化学平衡常数如何变化？ 为什么？

3、压强对化学平衡的影响【观察.思考】三支针筒中均抽入10mlNO2气体，将针筒前端闭合。 实验原理： 2NO2(g) N2O4(g) 红棕色 无色 (1)将第二支针筒活塞迅速推至5ml处(现象如下图中a b c 所示) 请观察针筒中气体颜色变化，并尝试用化学平衡移动的观点进 行解释。

现象

结论

a

b

c

气体颜色先变深，后 压强增大，体积减小 变浅，最终比原来深 时，c(NO2)变大后又 减小，平衡向左移动

[观察.思考]三支针筒中均抽入10mlNO2气体，将针筒前端闭合。 实验原理： 2NO2(g) N2O4(g) 红棕色 无色 (2)将第三支针筒活塞迅速拉至20ml处。(现象如下图中 A1 b1 c1 所示) 请观察针筒中气体颜色变化，并尝试用化学平衡移动的观点进 行解释。

现象气体颜色先变浅，后 变深，最终比原来浅

结论压强减小，体积增大 时，c(NO2)减小后又 增大，平衡向右移动

a1

b1

c1

【交流.研讨】1.填写下表空格

3.压强对化学平衡的影响气态物 质系数 的改变 量△vg

编 号

反应 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 -2<0

② N (g) + 3H (g) 2 2 ③ N2O4(g)

1>0

2.请分析讨论在恒温下，将表中各反应的体积压缩为原来的一半， 下列三个反应浓度商Q的变化和平衡移动的方向，填写下表。

反应类型 N2O4(g) 2NO2(g)

Q值变化 增大

Q与K的关系 移动方向 Q>K Q<K Q=K 向左移动 向右移动 不移动

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

减小不变

思考：压强对化学平衡影响的实质是什么？压强对化学平衡影响的实质是浓度的影响。

归纳总结(1)在其他条件不变的情况下，压强对平衡移动的影响： 不变 △vg=0 ,改变压强，化学平衡状态 ； ,增大压强，平衡向气态物质系数减小的方向移动， 即平衡向 左 移动；△

vg>0

△

即平衡向 右 移动。 (2) 压强改变对固体或液体间的平衡无影响。

vg<0 ,增大压强，平衡向气态物质系数减小的方向移动，

即：△vg≠0 增大压强，平衡向气态物质系数缩小的方向移动，减小压强，平衡向气态物质系数增大的方向移动。△

vg=0

改变压强，化学平衡不移动。

一定温度下，反应C(s) +H2O(g) CO(g +H2 (g)在密闭容 器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施不能使平衡发 生移动的是( A )

①增加C的物质的量 ②保持体积不变，充入N2使

体系压强增大 ③将容器的体积缩小一半 ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大 A.①② B . ②③ C. ①④ D . ③④ 解析： ① C是固体，其浓度为常数，改变它的量平衡不移动； ②保持体积不变，充入N2由于H2O 、CO 和H2 的浓度都不变，所以 平衡不移动； ③缩小体积，压强增大，平衡左移； ④保持压强不变，充入N2体积扩大，平衡右移。(等效于减小压强)

归纳总结改变条件 增大反应物的浓度 减少生成物的浓度 减少反应物的浓度 增大生成物的浓度 升高温度 降低温度 增大压强 减小压强 移动方向 正向移动 正向移动 逆向移动 逆向移动 吸热方向移动 放热方向移动 向体积减小方向 向体积增大方向 移动结果 (与改变时相比) 反应物浓度减少 生成物浓度增大 反应物浓度增大 生成物浓度减少 温度降低 温度升高 压强减少 压强增大

早在1888年，法国科学家勒﹒ 夏特列就发现了这其中的规律， 并总结出著名的勒﹒夏特列原 理，也叫化学平衡移动原理： 如果仅改变影响化学平衡

的一个条件，平衡将向能 够减弱这个改变的方向移 动。

总结1.勒· 夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆 过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。此外勒· 夏特列 原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡、水解平衡 等)都适用。2.对“减弱这种改变”的正确理解 (1)定性角度：用于判断平衡移动的方向。 (2)定量角度：“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”。

a

b

c

例如：1200℃反应H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的不同 反应物浓度及相应的平衡转化率

初始浓度/mol· L-1

平衡转化率/% α(H2)60.0 54

c0(H2)A B 0.0100 0.0120

C0(CO2)0.0100 0.0100

α(CO2)60.0 65

A种情况氢气转化了0.006 mol· L-1 B种情况，氢气的 浓度在A的基础上增加了0.002mol· L-1 转化了 0.00648 mol· L-1,比A多转化了0.00048 mol· L-1,并 没有把增大的转化完。

小结化学平衡移动规律： 升高温度，平衡向吸热方向移动 降低温度，平衡向放热方向移动 若Q > K ,平衡逆向移动 改变浓度 若Q > K ,平衡正向移动 若Q > K ,平衡逆向移动 改变压强 若Q > K ,平衡正向移动

练习1.已知反应 A2(g)+2B2(g) 的是 A.升高温度，A2 的转化率增大 B.升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间 C.达到平衡后， 升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正 向移动 D.达到平衡后， 降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正 向移动 2AB2(g)的 ΔH<0,下列说法正确 ( B )

2. 在密闭容器中发生如下反应： aX(g) + bY(g)

cZ(g) +

dW(g),反应达到平衡后保持温度不变，将气体体积压缩 1 到原来的 ，当再次达到平衡时， W 的浓度为

原平衡时的 2 1.8 倍。下列叙述中不正确的是 A.平衡向逆反应方向移动 B.a+ b<c+ d C.Z 的体积分数增大 D.X 的转化率下降 (

C)

3.某温度下反应:N2O4(g)=NO2(g)(正反应吸热),在密闭 容器中达到平衡，下列说法不正确的是( B )

A.加压时(体积变小),将使正反应速率增大 B.保持体积不变，加入少许NO2,将使正反应速率减小 C.保持体积不变，加入少许N2O4,再达到平衡时，颜色变深 D.保持体积不变，通入He ,再达平衡时颜色不变

3. 某温度下反应 N2O4(g)

2NO2(g)(正反应吸热 )在密闭容器 ( B )

中达到平衡，下列说法不正确的是 A.加压时 (体积变小 ),将使正反应速率增大

B.保持体积不变，加入少许 NO2,将使正反应速率减小 C.保持体积不变，加入少许 N2O4,再达到平衡时，颜色变深 D.保持体积不变，通入 He,再达平衡时颜色不变

2 4.在水溶液中橙红色的 Cr2O2 7 与黄色的 CrO4 有下列平衡关- - - + 2- 系： Cr2O2 + H O  2CrO + 2H , 把重铬酸钾(K 2Cr2O7) 7 2 4

溶于水配成的稀溶液是橙色的。 (1)向上述溶液中加入 NaOH 溶液， 溶液呈 ________色。 因 为 __________________________________________。 (2)向已加入 NaOH 溶液的 (1)溶液中再加入过量稀硫酸， 则溶液呈 ______色，因为 __________________________。 (3)向原溶液中加入 Ba(NO3)2 溶液 (已知 BaCrO4 为黄色沉 淀 ),则平衡 ________(填“向左移动”或“向右移动” ), 溶液颜色将 ______________。

解析 (1)加碱中和溶液中的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； (3)加Ba(NO3)2 ,发生的反应为: Ba2+ +CrO42- = BaCrO4↓ 平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。

答案 (1)黄 OH-与H+结合生成水， H+减小，使平衡向 右移动， CrO42-浓度增大，溶液由橙色变为黄色。 (2)橙 H+增大，平衡左移， CrO42-浓度增大，溶液 又由黄色变为橙色.