浦东补习班勒夏特列原理及其应用1
浦东补习班勒夏特列原理及其应用1
第14讲勒夏特列原理及其应用(1)
一、勒夏特列原理(即平衡移动原理):如果改变影响平衡的一个条件(____、、
等),平衡就被破坏,并向着___这种改变的方向移动。该原理适用于、
、、
等。
【例1】以下事实不能用勒夏特列原理解釋的是()
A.升高温度NH4CI溶解度和水解程度都增人
B.加热氯化铁溶液,溶液变浑浊
C..打开啤酒瓶盖立即会气泡产生
D.400°C时V2O5催化活性最大
【例2)2005年是勒夏特列诞生155周年。卞列事实中,能用勒夏特列原理解释的是()
A.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
B.由出(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡休系,加压后颜色加深
C.实验室常川排饱和食盐水的方法收集氯气
D.500°C左右比室温更有利于合成氨的反应【例3】右
图是合成氨反应历程图,可知
A.使用催化剂使反应更完全
B.使用催化剂使反M放出热暈更多
C.a是合成氨没有使用催化剂的反应历程,
D.该反应是吸热反应
【例4】从冰箱里取出一瓶啤酒会产生气泡,请从平衡移动原理解释
二、溶解平衡:溶解和结晶是同时进行的相反的两个过程。在一定条件下,当溶质的溶解速
率和结品速率吋,固体溶质的质量的状态,称为溶解和结晶平衡,简
称溶解平衡。溶解平衡是一种平衡。
|司体溶质J解“溶液屮的溶质结品一
当___占主导地位吋,过程就表现为固体的溶解;当—占主导地位吋,过程就表现
为固体溶质从溶液中结晶析出;当两过程处于“势均力敌”状态,也就是处于____状态。
溶解和结晶的关系可列表如K:
速率关系看到现象溶液状态
溶解速率结品速率溶质不断溶解不饱和溶液
溶解速率结晶速率
溶解速率结晶速率
另外,可借助溶解度来理解两者的关系:①当一定条件下,每l()()g水中所溶解溶质的质
量此时的溶解度,就表现为溶解;②若此时的溶解度,则表现为结晶;若两
者相等,则处于溶解平衡状态。
【例1】把Ca(OH)
放入蒸饰水中,一定时间后达到如下平衡:Ca(OH)2(s)^^Ca
2+
+2OH',
加入以下溶液,可使Ca(OH)
减少的是()
A.Na
S溶液B.AlCh溶液C.NaOH溶液D.CaCb
溶液
【例2】一定温度下,在氢氧化顿的悬浊液中,存在氢氧化顿固体与其离子间的溶解平衡关系:
Ba(OH)2(固体)产+2OET。向此种悬浊液中加入少量的氧化顿粉末,下列叙述正确的是
()
A.溶液中顿离子数n减小B.溶液中顿离子浓度减小
C.溶液中氢氧根离子浓度增大D.pH减小
三、化学平衡
(1)化学平衡状态特征是:
①“动”即化学平衡状态建立吋,“v正____v逆_0”,它是一个“动态”平衡。
②“定”即化学平衡状态建立吋,反应体系中各组分的含量等
③“变”即当外界条件发牛改变吋,已建立起的化学平衡状态就会_____。(但-•段时间
后它乂会在新的条件下,建立起新的平衡状态)
(2)化学平衡状态的判定
①对气体反应
反应inA(g)+nB(g)-----------pC(g)+qD(g)是否平衡
混合物体系
中各成分的
含量
各物质的质量分数或物质的量分数一定
各气体的体积分数••定
正、逆反应速
率相等
在单位吋间内消耗了mmolA,同吋也生成了mmolA,即
卩(正)=卩(逆)
在单位时间内消耗了nmolB,同时也消耗了pmolC,即X
正)W(逆)
r(A):r(B):r(C):r(D)=m:n:p:q,
在单位时间内生成了nmolB,同时也消耗了pmolC
压强
in+nHp+q吋,总压强一定(其他条件一定)
m+n=p+q时浦东补习班勒夏特列原理及其应用1,总压强一定(其他条件一定)
②对任何可逆反应,判断是否达平衡的根本依据都是
(3).如何判断平衡移动的方向
①当v(正)>
(逆)吋,平衡向方向移动;
②当卩(正)(逆)时,平衡向方向移动。
(4).影响化学平衡的因素
(1)浓度。增大反应物
的浓度或减少生成物的浓度,平衡向方向移动;增大
生成物的浓度或减少反应物的浓度,平衡向方向移动。
(注意:—和_____其物质的量变化时平衡不移动。)
(2)温度。升高温度,平衡向的方向移动,此
时吸热反应和放热反应的
速率都,但增大得更多;降低温度,平衡向的方
向移动;此时吸热反应和放热反应的速率都,但降低得更多。
(3)压强。增大压强,平衡向的方向移动;此时体积
增大的反应和体积减少
的反应速率都,但增大得更多;减小压强能用勒夏特列原理解释的情况,平衡向的
方向移动;此时体积增大的反应和体积减少的反应速率都,但减
小得更多。
(5).化工生产中反应条件的选择和控制
1.----------------------------------------合成氨N・2(g)+3H2(g)2NH
(g)
+Q(Q>0)
(1)____催化剂:合成氨使用的催化剂一
般是;
(2)温
度:合成氨的温度一般是500C,最主要的理由是 ;
(3) 压
强:合成氨的压强是1.5X10
Pa-2.0X10
Pa,理由是
(4) 循环利川:反应后的混合气体屮氨的体积分数约占15%,将氨分离后,将未反应的
氮和氢送回 0
2. 接触法制硫酸 2SO2+O2 2SCVQ (Q>0)
(1) 催化剂:使用的催化剂是 ;
(2) 温度:一般是
475°C,最主要的理由是 ____ ;
(3) 压
强:该反应选择在帘压下进行,理由是 ____
(4) 尾
气吸收;从吸收塔出來的气体还含冇S02,可用氨水吸收,可生成的鞍盐是
(写名称)O
【巩固练习】
1、 在一定温度和压强下能用勒夏特列原理解释的情况,N2+3H2 = 2NH3 达到平衡,下列说法使平衡不发住移动的是()
A. 恒温压吋充入氨气 B.恒温恒容时充入
氮气
C.恒温恒容时充入氨气 D.恒温恒压时充入氨气
2、 可逆反应:CO (气)+N0
(气)=CC)2 (气)+N0 (气)—226kJ/mol,在下列情况下
不能使反应率加快的是 ()
A. 充入NO2 B.升高温度
C.减小压强,扩大容器体积 D.增加压强,缩小容器休积
3、 在一定温度下,可逆反应A
(g)+B
(g) =2AB(g)达到化学平衡的标志是 ()
A. 容器内的总压强不随时间而变化
B. 单位时|'可内有nmolA
成的同时就有nmolB?生成
C. 单位时间内冇nmolA
生成的同时就冇 生成
D. 单位时间内有nmolB
牛成的同时就有 牛成
4、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是()
A.加热 B.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸C.滴加少量硫酸铜溶液 D.改用铁粉
5、在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随 反
应时间变化的]11|线如图,下列表述正确的是()
A.反应的化学方程式:2M =N
B・S时,正、逆反应速率相等能用勒夏特列原理解释的情况,达到平衡
C. t3 时,正反应速率大于逆反应速率
D. 匕时N的浓度是M浓度的2 倍
6、设 C+CO2 2C0; Q
+3H
2NH
; Q>0 反应速率为v
,对于上述反应,当温度升髙时,
B. 同时减小 C.力增大,巾减小
D.卩]减小浦东补习班勒夏特列原理及其应用1,巾增大
7、对于一•可逆反应,改变条件,达到平衡后,牛成物浓度增加,平
衡移动方向应是( )
8、 图屮a 曲线表示一定条件下可逆反应X (g) +Y (g) —2Z (g) 程。若
使a 曲线变为b 曲线,可采取的措施是()
A.加入催化剂 B.增大Y的浓度
C. 降低温度 D.增大体系压强
9、 工业上合成氨的反应原理如下:
(g)+3H
(g) =2NHs (g) +Q (Q>0)。
在一密闭容器中进行介成氨反应,一段时间后达到平衡。回答下列 问题:
(1) 要使H2 得到充分利用,可采用的措施是 :
a.加入氢气b.升温 c.加压 d.加催化剂
(2) 450°C 时,往2L密闭容器中充入1 mol N
和2.6 mol H”反应过程中NH3 物质的量的 浓度
随时间的变化情况如下农所示:
率为 mol/L • m;
(3) 升高温度,卩(正) (填增大、减小或不变),孑(逆) (填增大、减小或
不变),反应混合物小氨气的体积分数 (填增人、减小或不变);
(4) 下列叙述中,能说明该合成氨反应已达到平衡的是 (填字母代号)。
A. 容器内的气体密度保持不变
B. 容器内的气体压强保持不变
C. 容器内N2、出、NH3 物质的量浓度之比为1:3:2
D. 单位时间内消耗a mol N2,同时生成3a mol H
1()、某化学反应2AE=B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为(),反应物A的浓 度
(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
浓\(可
温虜7
0 10 20 30 40 50 60
800°C
1.0 0.80
0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800°C
0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
时(fi|/nun 5 H)
20 25 30
e(NII,)/(mol ・ f') 0.08 0.14 0. 18 0.20 0.20 ().20
反应开始的5 min 内,用消耗
氢气表示反应的平均反应速
A.同时增大
A.向左移动 B.向右移动 C.不移动
X和巾的变化情况为(
D.不确定
3 800°C
0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820°C 1.0 0.40 0.25
0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1) 在实验1,反应在1()至20min 时间内平均速率为 mol/(L・min)。
(2) 在实验2, A的初始浓度C?= mol/L,反应经20min 就达到平衡,可推测
实验2 中述隐含的条件是 o
(3) 设实验3 的反应速率为匕3,实验1 的反应速率为vp 则v
_____ vi (填>、=、
、=、