化学平衡移动原理的实际应用
化学平衡平衡移动原理及其应用
今日课题：化学平衡的移动及其应用一．时，移动的结果是：⑴使其他反应物的转化率变大，而自身转化率变小⑵达新平衡时，该物质的浓度比原平衡大，其他反应物的浓度比原平衡小⑵改变反应物浓度和改变反应物的量不能等同，当反应物是固体或纯液体时，改变它的量时，浓度没有变化，平衡不移动⑶压强变化只对有气体参加的反应有影响，并且要引起浓度变化才可能引起平衡移动⑷温度升高时，无论是放热反应还是吸热反应，速率都会加快。
吸热反应方向的速率加快比放热反应方㈠浓度的影响 例1:（2007年全国卷I ）如图是恒 温下某化学反应的反应速率 随反应时间变化的示意图， 下列叙述与示意图不相符合的是A. 反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等B. 该反应达到平衡态I后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态IIC. 该反应达到平衡态I后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态IID. 同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等㈡压强的影响例2.对可逆反应4NH 3（g）+5O2(g)4NO（g）+6H2O(g)，下列叙述正确的是A.反应达到平衡时，若两种反应物的转化率相等，则起始投入的n（NH3）∶n（O2）=4∶5B.反应达平衡后，对体系一直进行加压，平衡总是向逆向移动C.反应达到平衡时，若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体，平衡不移动D.当v正（NH3）∶v正（NO）=1∶1时，说明该反应已经达到平衡例3.在密闭容器中发生如下反应：mA（气）+nB（气）pC（气）达到平衡后，温度一定时，将气体体积压缩到原来的1/2 ，当达到平衡时，C的浓度的为原来的1.9倍，若压缩时温度不变，则下列说法中不正确的是A．m + n ＞ p B．A的转化率降低C．平衡向逆反应方向移动 D．C的体积百分含量增加㈢温度的影响例4.反应A（g）+3B(g)2C(g);ΔH<0，达到平衡后，将气体混合物的温度降低，下列叙述中正确的是A.正反应速率加大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动B.正反应速率变小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动C.正反应速率和逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动D.正反应速率和逆反应速率减小，平衡向逆反应方向移动例5.可逆反应A+B(s)C达到平衡后，无论加压或降温,B的转化A. A为固体，C为气体，正反应为放热反应B. A为气体，C为固体，正反应为放热反应C. A为气体，C为固体，正反应为吸热反应D. A、C均为气体，正反应为吸热反应例 6.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) △H＜0，平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。
化学平衡移动的原理及应用
化学平衡移动的原理及应用1. 原理化学平衡是指在化学反应中，反应物和生成物的浓度达到一种稳定状态的情况。
当这种稳定状态出现移动时，即反应物和生成物重新达到新的平衡浓度，这个现象被称为化学平衡移动。
化学平衡移动的原理是基于平衡常数和Le Chatelier定律。
1.1 平衡常数平衡常数（K）是用来描述化学反应平衡程度的指标。
对于一个化学反应的平衡表达式：A +B ⇌C + D平衡常数定义为：K = \(\frac{[C][D]}{[A][B]}\)，其中方括号表示该物质的浓度。
平衡常数决定了化学反应正向和逆向反应的相对速度和平衡位置。
1.2 Le Chatelier定律Le Chatelier定律是一条描述化学平衡移动的规律。
它说到，当化学系统处于平衡状态时，如果受到外界影响，系统将调整自身以抵消这种影响，以达到新的平衡。
根据Le Chatelier定律，当一个化学系统受到扰动时，系统会对扰动做出反应。
具体来说，当增加了反应物浓度，反应会向生成物方向移动，以减少反应物浓度；相反，当增加了生成物浓度，反应会向反应物方向移动，以减少生成物浓度。
2. 应用化学平衡移动的原理可以应用于许多实际情况中，下面列举了几个常见的应用案例。
2.1 工业生产在工业生产中，化学反应平衡移动的原理可以用于控制反应的进程，以提高产品产率和纯度。
例如，在氨的制备过程中，通过改变反应物氮气和氢气的浓度，可以调节反应平衡位置，从而增加氨的产量。
2.2 环境保护化学平衡移动的原理也可以用于环境保护。
例如，在水体中存在大量的二氧化碳，导致水体呈酸性。
通过向水体中注入石灰，可以增加水中的碳酸钙浓度，从而减少水体的酸性，达到pH值的调节。
2.3 医药领域在医药领域，化学平衡移动的原理常常用于药物的设计和优化。
通过调节药物反应的平衡位置，可以控制药效和药物的副作用。
例如，某些药物的平衡常数可以在一定范围内调整，以增加药物的溶解度和稳定性。
化学反应的平衡移动
化学反应的平衡移动在化学反应中，平衡是指反应物和生成物的浓度或分压达到一定的比例，使反应达到一个动态平衡的状态。
平衡的移动是指改变反应条件，如温度、压力、浓度等，导致反应平衡位置的改变。
本文将探讨化学反应中平衡移动的原因、影响因素以及与平衡移动相关的应用。
一、化学反应的平衡移动原因化学反应的平衡移动是基于Le Chatelier原理，即“系统在受到扰动时，会产生使该扰动缓解的变化”。
根据这个原理，当化学反应受到外界条件的改变时，系统会通过移动平衡位置来缓解这种扰动。
具体而言，以下是一些导致平衡移动的原因：1. 温度变化：改变反应温度会影响反应速率和平衡位置。
一般而言，通过增加或降低温度，反应平衡位置可以相应地向生成物或反应物方向移动。
2. 压力变化：只对气态反应有效，改变反应体系的总压力会导致反应平衡位置的变化。
通过增加或减少总压力，反应平衡位置可以向分子数较多的一方移动。
3. 浓度变化：改变反应物或生成物的浓度会导致反应平衡位置发生变化。
增加反应物浓度会使反应平衡位置向生成物方向移动，而增加生成物浓度会使反应平衡位置向反应物方向移动。
4. 催化剂的使用：催化剂可以影响反应速率，但对反应平衡位置没有直接的影响。
二、影响化学反应平衡移动的因素除了上述的原因外，还有其他因素可以影响化学反应平衡移动。
以下是一些重要的因素：1. 反应物和生成物的物态：固态反应物和生成物不会因体积的变化而引起平衡移动，而气态和溶液态的反应物和生成物则会受到压力和浓度的影响。
2. 反应的平衡常数：平衡常数描述了反应体系在平衡状态下物质浓度之间的比例。
平衡常数越大，反应偏向生成物的概率越大；平衡常数越小，反应偏向反应物的概率越大。
3. 反应速率：平衡是反应速率相等时达到的，因此改变反应速率会导致平衡位置的移动。
例如，通过增加反应物的浓度或降低生成物的浓度，可以加快反应速率，导致平衡位置向生成物方向移动。
三、平衡移动的应用1. 工业应用：平衡移动的原理在工业生产中广泛应用。
化学平衡移动原理及应用
六、化学平衡移动原理应用——合成氨工业
问题1：写出合成氨的化学反应方程式，并说明这个 反应有什么特点？
N2+3H2
2NH3 △H＝－92.4kJ·mol－1
特点： a、可逆反应 b、正反应放热 c、正反应是气体分子数目减小的反应。
问题2：请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？
主要：经济效益与社会效益
①此原理只适用于已达平衡的体系
②平衡移动方向与条件改变方向相反。"对着干"
③移动的结果只能是减弱了外界条件的变化，但不 能完全抵消外界条件的变化量。
与改变瞬间比较
条件的改变
平衡移动方向 新平衡建立时
增大反应物浓度 向正反应方向移动 反应物浓度减小
具 减小反应物浓度 向逆反应方向移动 反应物浓度增大
条
生产，对动力、材料、设备等来说正
件
合适。
将氨气及时分离出来，及时补充N2、 H2，并循利用率高 c、单位时间内产量高
问题3：分别从化学反应速率和化学平衡两个 角度分析合成氨的合适条件。
浓度
高压 高温 使用
增大C反
高压 低温 无影 响
增大C反或减小C生
问题4：工业上合成氨的合适条件到底怎样？
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N2。
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。
使用催化剂（铁触媒）：这样可以大
大加快化学反应速率，提高生产效率，
合
也提高了经济效益；
成 氨 的
选择合适的温度：500℃左右，该温 度是为合成氨催化剂的活性温度；
化学平衡的原理与应用
化学平衡的原理与应用化学平衡是化学反应过程中达到的一个状态，反应物和生成物浓度不再发生变化。
化学平衡的原理是基于反应物分子碰撞的动力学过程和生成物逆向反应的热力学过程，使反应系统达到一个稳定的状态。
化学平衡具有重要的应用价值，在化学制品的生产、环境保护与自然科学研究等领域都有着广泛的应用。
一、化学平衡的原理在化学反应中，反应物分子通过碰撞来产生反应。
反应物浓度越高，反应产生的速率也就越快。
随着反应进行和反应物浓度的降低，反应速率也会下降。
当反应速率和逆向反应产生速率相等时，反应就处于一个平衡状态。
这种状态下，反应物和生成物浓度不再发生任何变化，称为化学平衡。
化学平衡时，反应物消耗的速率等于逆向生成物的速率，这两个速率之比称为化学平衡常数K。
K通常使用浓度作为反应物和生成物的单位，因此K也是浓度的函数。
在化学平衡中，反应物和生成物的物质量守恒。
然而，反应物浓度的变化会引起平衡位置的变化，即移动平衡位置的位置。
对于一个特定的反应方程式，平衡位的位置因不同的组成物浓度而发生变化。
当反应物和生成物浓度达到一定平衡常数时，平衡常数不再随之变化。
而平衡常数本身取决于化学反应的能量状态，即反应热力学。
当反应物的浓度变化时，生产的热能也会随之变化，而热能变化可以影响化学平衡。
因此，也可以称化学平衡为“热力学平衡”。
二、化学平衡的应用1. 化学制品的生产化学平衡在工业上能够有效的制造各种化学制品。
一般在实际工业中很少达到极端的化学平衡状态，而会在反应速度与生成率之间找到平衡点。
制造过程中，反应物和生成物的浓度可以通过调节温度和压力来控制，以达到所需的产物。
由于产物通常作为商业化合物销售，因此生产过程中应严格控制平衡条件以获得最佳产出率。
2. 环境保护化学平衡可以用来确定化学反应在环境保护方面的应用。
例如，当天然气燃烧时，氧气和甲烷通过化学反应产生二氧化碳和水蒸气，放出的温室气体会对全球环境产生影响。
了解这些反应的平衡条件对于减缓气候变化、控制空气污染以及保护水资源都有很大帮助。
化学平衡原理的应用
化学平衡原理的应用
化学平衡原理是指在化学反应中，反应物与生成物之间的物质浓度或者分压在一定条件下达到稳定状态的现象。
根据化学平衡原理，当一个化学体系从初始状态经过一系列反应达到一个平衡状态时，该平衡状态的各组分的浓度或者分压会保持不变。
化学平衡原理在许多实际应用中起到了重要作用。
下面将介绍其中几个常见的应用领域。
1. 酸碱中和反应：酸碱反应是化学平衡原理的一个常见应用。
在酸碱反应中，当酸与碱反应时，生成的盐和水会达到平衡状态。
根据化学平衡原理，当酸和碱的浓度或者分压达到平衡时，反应停止，生成物的浓度将保持稳定。
2. 溶解度平衡：溶解度平衡是指溶质在溶剂中的溶解度达到稳定状态的现象。
根据化学平衡原理，当溶质的溶解度达到平衡时，溶质的浓度将保持不变。
这一原理被广泛应用于化学实验室中，用于测定物质的溶解度以及从矿石中提取金属等。
3. 气相平衡：在气相平衡中，当气体之间发生反应时，反应物与生成物的分压会达到平衡。
这一原理被应用于工业生产中的化学反应，例如合成氨、硫酸等过程中的平衡控制。
4. 温度和压力的调节：根据化学平衡原理，改变温度和压力可以改变化学反应平衡位置。
通过调节温度和压力，可以控制反应物与生成物的浓度或者分压，进而影响化学反应的平衡位置。
这一原理被广泛应用于化工生产中的反应控制。
总之，化学平衡原理在许多化学反应和化学体系中都有重要的应用价值。
通过理解和应用平衡原理，可以更好地理解化学反应的本质，并且为实验和工业生产中的化学反应提供指导。
化学平衡移动
分离和提纯产物
利用化学平衡移动原理，通过改变条件使目 标产物从反应体系中分离出来，实现产物的 提纯和精制。
节能减排
通过合理设计工艺流程和操作条件，减少副 反应和废弃物的生成，降低能源消耗和环境 污染。
在环境保护中的应用
治理污染
利用化学平衡移动原理，通过添加试
大气污染治理
利用化学平衡移动原理，通过控制大
05
化学平衡移动的实验研究
实验目的和原理
实验目的
通过实验研究化学平衡移动的影响因素和规律，加深对化学平衡原理的理解。
实验原理
化学平衡是指在一定条件下，可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等，反应物 和生成物的浓度保持不变的状态。当外界条件改变时，平衡状态会被打破，反应 会向着减弱这种改变的方向进行，直到建立新的平衡。
对于有气体参加的可逆反应，改变压力会使 平衡向着气体体积减小的方向移动。例如， 在合成氨的反应中，增大压力会使平衡向右 移动，提高氨的产率。
06
结论与展望
研究结论
沉淀溶解平衡的移动
通过改变沉淀溶解平衡的条件（如温度、浓度、压力或添加其他物质），可以使平衡发生移动。实验结果表 明，当改变条件时，平衡会向着减弱这种改变的方向移动。
3
氧化还原平衡
当改变氧化剂或还原剂的浓度时，氧化 还原平衡会向着能够减弱这种改变的方 向移动。例如，增大氧化剂浓度时，还 原剂会被氧化；增大还原剂浓度时，氧 化剂会被还原。
03
化学平衡移动的应用
在工业生产中的应用
优化生产条件
通过控制温度、压力、浓度等条件，使化学 平衡向有利于生成目标产物的方向移动，提 高产物的产量和质量。
实验步骤和操作
实验操作 配置不同浓度的弱酸或弱碱溶液。
第43讲 化学平衡移动原理及应用
增大压强 减小压强 改变压强
向气体分子总数 减小 的方向移动 向气体分子总数 增大 的方向移动
平衡 不 移动
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
温度
升高温度 降低温度
向 吸热 反应方向移动 向 放热 反应方向移动
催化剂
同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动
5.化学平衡中的特殊情况 (1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是 恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。 (2)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 (3)充入惰性气体与平衡移动的关系 ①恒温、恒容条件 原平衡体系――充――入――惰―性――气――体―→体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不 移动
5.一定条件下存在反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，其正反应放热。图1、图2表示
起始时容器甲、丙的体积都是V，容器乙、丁的体积都是 V2；向容器甲、丙内都充入 2a mol SO2和a mol O2并保持恒温；向容器乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并
保持绝热(即与外界无热量交换)，在一定温度时开始反应。
第43讲
化学平衡移动原理及应用
复习目标
1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关 理论解释其一般规律。
2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
内容索引
考点一
化学平衡的移动
考点二
工业合成氨
真题演练 明确考向
课时精练
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化学平衡的移动
夯实必备知识
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总结
思考：
工业上制备K的反应：KCl+Na → K+NaCl 该反应似乎违背了金属活动顺序，反应应该为： NaCl+K→Na+KCl，工业上为什么可以那样制备K？
850℃
Байду номын сангаас
850℃
KCl(液)+Na(液)
K(气)+NaCl(液)
本质：金属K为气体，从生产物分离出来，利于 平衡向右移动。高沸点金属制低沸点金属。
人体血液呈弱碱性，pH为7.35-7.45 思考：为什么人体血液的pH可以维持 在7.35-7.45之间？
缓冲溶液（缓冲对）
1.缓冲溶液是指由弱酸及其盐或者弱碱及其盐组成的混合溶液，能在一定程度 上减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响，从而保持溶液的pH值相对稳定。
2.人体血液中存在的缓冲物质是H2CO3和NaHCO3.
3.人体血液缓冲物质的工作原理：
酒精测定仪
1.酒精测定仪的工作原理： 1
3
4
1
1
3
7
2.酒精测定仪中存在的化学平衡： 3.从酒精测定仪的工作原理和存在的化学平衡分析，酒精测定仪中加入H2SO4 的作用是：________________________________________________________ 使重铬酸钾在酸性条件生成硫酸铬，同时防止重铬酸钾转变为黄色的铬酸钾。
工业过程
注意：
（1）接触室中热交换器的作用：高温不利于SO3的生成，所以装 一个热交换器用来把反应生成的热传给需预热的炉气。在热交换 器中，冷气体（SO2 和O2等）在管道外流动，热气体（SO3等）在 管道内流动，两种气体流向是逆向的，这样有利于充分的热交换。
（2）SO3的吸收：反应SO3+H2O→H2SO4是一个放热反应，如果用 水或稀硫酸吸收SO3，放出的热量会使溶液形成大量的酸雾，不 利于SO3的吸收，所以工业上用98.3%的浓酸吸收SO3，然后在水 或稀硫酸中稀释浓硫酸，制得各种浓度的硫酸产品。
化学平衡移动原理的实际应用
硫酸工业
工业制H2SO4的基本思路：
思考：
（1）如何合成SO3？ （2）如何合成SO2？ 1.工业制H2SO4的主要原料是硫磺、硫铁矿，硫铁矿的主要成分为FeS2.
2.工业制H2SO4的原理： （1）SO2的制取、净化：
（2）SO2氧化成SO3： （3）SO3的吸收及H2SO4的生成：
氨工业
工业制NH3的基本思路：
思考：
（1）如何得到N2？ 液化空气 （2）如何合成H2？ 电解水 1.可逆反应： ，应用化学反应速率和化 学平衡移动原理选择适宜的合成条件： （1）温度的选择为__________ A.100～200℃ B.200～300℃ C.300～400℃ D.400～500℃ 理由是____________________________________________________________ （2）压强的选择为__________ A.1atm B.50～100 atm C.100～200 atm D.200～500 atm 理由是______________________________________________________________ （3）催化剂：选________作催化剂，目的是__________________________
3.二氧化硫的接触氧化反应： ，应用化学反应速率和化学平衡移动原理选择适宜的合成条件： （1）温度的选择为__________ A.100～200℃ B.200～300℃ C.300～400℃ D.400～500℃ 理由是____________________________________________________________ （2）压强的选择为__________ A.1atm B.50～100 atm C.100～200 atm D.200～400 atm 理由是______________________________________________________________ （3）催化剂：选________作催化剂，目的是__________________________