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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三单元,化学平衡的移动,专题,2,化学反应速率与化学平衡,合成氨历史,合成氨的工业生产实验室研究到工业生产，大约经历了几代科学家,150,年的努力才成功。,1795,年科学家试图常压下合成氨但失败了。,19,世纪下半叶，法国化学家勒夏特列第一个试图高压合成氨，但由于混进了氧气，引起了爆炸而以放弃了。,那么在什么样的温度压强和催化剂最合适呢？德国化学家,.,哈伯不盲从权威靠实验来探索，经过锲而不舍的努力，终于在,1909,年,用锇催化剂将氮气与氢气在,17.5,20MPa,和,500,600,下直接合成，反应器出口得到,8,的氨,影响生产效率。为此，哈伯又将未参与反应的气体循环方法。由于金属锇价格贵，问题又转向寻找合适的催化剂。在德国化学家博施带领下用,2500,种不同的催化剂进行了,6500,次试验，终于研制成功价廉易得的铁催化剂，也开发了适用的高压设备。,1912,年在德国建成世界上第一座日产,30t,合成氨的装置，,由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得,1918,、,1931,年度诺贝尔化学奖。,在,1,升容器内，发生,2SO,2,+O,2,2SO,3,2,体积,SO,2,1,体积,O,2,500,，,101KPa,V,2,O,5,5min,后,SO,2,6,O,2,3,SO,3,91,10min,后,反应达到了平衡状态有那些特征,?,“逆、等、动、定、变”,SO,2,6,O,2,3,SO,3,91,V,正,=V,逆,0,条件改变,平衡,1,建立新平衡,破坏旧平衡,一定时间,化学平衡的移动,原来反应状态：,v,正,=v,逆,达到平衡状态,如果条件改变：使反应速率发生变化,1,、,v,正,=v,逆,，则平衡不移动,2,、,v,正,v,逆,，,则,平衡,3,、,v,正,v,逆,，则平衡,V,正,V,逆,不平衡,V,正,=V,逆,0,平衡,2,正向移动,逆向移动,那些条件的变化对化学反应速率产生影响，将产生什么样的影响？,1,、浓度：,增加反应物浓度，可以加快正反应速率,2,、温度：,升高温度，可以加快正逆反应速率,3,、压强：,（对于有气体参加的反应）,增大压强，可以加快反正逆应速率,4,、催化剂：,使用正催化剂，可以,同等程度,的加快正逆反应速率,一、浓度对化学平衡的影响,已知铬酸根和重铬酸根离子间存在如下平衡：,2CrO,4,2,2H,Cr,2,O,7,2,H,2,O,黄色 橙色,实验步骤,实验现象,实验结论,实验一,向试管中加入,4mLK,2,Cr,2,O,7,溶液滴加,NaOH,溶液数滴,观察变化,.,实验二,将上述溶液分成两份,向其中一份滴加,HNO,3,溶液,和另一份对比,观察变化,.,溶液由橙色变黄色,减少反应物浓度平衡向逆方向移动,溶液由黄色变橙色,增大反应物浓度平衡向正方向移动,大量实验表明，在其他条件不变的情况下，,增大反应物,的浓度,或,减小生成物,的浓度，平衡向,正反应方向,移动；,减小反应物,的浓度,或,增大生成物,的浓度，平衡向,逆反应方向,移动。,结论,1,二、压强对化学平衡的影响,根据图,2,21,的数据，分析压强改变是如何影响合成氨的平衡的,?,N,2,(g),3H,2,(g)2NH,3,(g),二、压强对化学平衡的影响,2,对于某些有气体参与的可逆反应，通过改变反应容器的体积来改变体系的压强，有可能使平衡发生移动。,请写出下列可逆反应的平衡常数表达式，利用反应物与生成物浓度的变化来解释增大或减小体系的压强对平衡的影响,。,结论,2,：,增大压强,，平衡向,气体分子数目减小的方向,移动；,减少压强,，平衡向,气体分子数目增大的方向,移动,反应前后气体分子数目不变的反应，,(,即等容反应,),改变压强,，平衡,不,发生移动；,从化学平衡常数解释上述结论,根据图,2,21,的数据，分析,温度改变,是如何影响合成氨的平衡的,?,N,2,3H,2,2NH,3,H0,粉红色,蓝色,结论,:,温度升高,平衡向,正,方向移动,.,N,2,3H,2,2NH,3,H0,结论,:,温度升高,平衡向,逆,方向移动,.,吸热的方向,吸热的方向,结论,3,：,大量实验研究表明，在其他条件不变的情况下，,升高,温度，化学平衡向,吸热反应,方向移动；,降低,温度，化学平衡向,放热反应,方向移动。,2NO,2,N,2,O,4,H?,红棕色,无色,请设计实验并分析说明该反应放热还是吸热,?,增大,(,减小,),反应物浓度或减小,(,增大,),生成物浓度，平衡朝着正,(,逆,),反应方向移动；,增大,(,减小,),体系压强，平衡朝着气态物质减少,(,增多,),的方向移动；,升高,(,降低,),体系温度，平衡朝着吸,(,放,),热方向移动。,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：,改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。,四、催化剂对化学平衡的影响,催化剂降低了反应的活化能，正反应的活化能降低，逆反应的活化能也降低，正反应的活化分子百分数增加几倍，逆反应的活化分子百分数也增加几倍，,正逆反应速率增加的倍数相等，加催化剂，不能使平衡发生移动,，只影响到达平衡的时间。,N,2,(g),3H,2,(g)2NH,3,(g,)H,92.4kJmol,1,已知,N,2,与,H,2,反应合成,NH,3,是一个可逆反应，其热化学方程式为：,合成氨的工艺流程如图,2,24,所示。在工业生产中，可以通过以下途径来提高合成氨的产率。请利用有关知识分析采取这些措施的原因。,1,向反应器中注入过量,N,2,。,2,采用适当的催化剂。,3,在高压下进行反应。,4,在较高温度下进行反应。,练习与实践,1,在硫酸工业中有如下反应：,请回答以下问题：,(1),为什么在生产上要用过量的空气,?,(2),为什么要使用催化剂,?,(3),为什么不在高温下进行反应,?,2SO,2,(g),O,2,(g)2SO,3,(g)H0,练习与实践,2,在一定条件下，反应：,在一密闭体系中达到化学平衡。,(1),请写出该反应的平衡常数表达式：,(2),请说明改变下列条件时，平衡如何移动。,a,保持压强不变，升高温度；,b,保持温度不变，缩小容器的体积；,c,保持体积不变，通入氢气。,H,2,(g),I,2,(g)2HI(g)H0,练习与实践,3,某一化学反应，反应物和生成物都是气体，改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是,(),A,增大反应物浓度,B,减小反应容器的体积,C,增大生成物浓度,D,升高反应温度,2,压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是,(),A.Fe,2,O,3,(g),3CO(g)2Fe(s),3CO,2,(g),B.N,2,3H,2,2NH,3,C.2SO,2,(g),O,2,(g)2SO,3,(g),D.C(s,),CO,2,(g)2CO(g),练习与实践,3,已知化学反应,2A(?)+B(g)2C(?),达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则,(),A,A,是气体，,C,是固体,B,A,、,C,均为气体,C,A,、,C,均为固体,D,A,是固体，,C,是气体,练习与实践,4,反应,A(g)+3B(g)2C(g)Hb,化学平衡状态只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变时，原有平衡状态被破坏，一段时间后会达到新的平衡状态。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。,
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