高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第三单元 化学平衡的移动教学ppt课件

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第三单元 化学平衡的移动教学ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了合成氨与化学平衡等内容，欢迎下载使用。

同学们，在我们的生活中，我们常常会感受到温度的变化带来的各种不同现象。比如，在炎热的夏天，我们会发现有些食物更容易变质；而在寒冷的冬天，一些化学反应的速度似乎变慢了。实际上，温度不仅会影响反应的速率，还会对化学平衡产生重要的影响。想象一下，我们有一个化学平衡体系，就好像是一个天平，两边的反应物和生成物处于一种动态的平衡状态。现在，让我们来思考一个问题：如果我们改变这个体系的温度，这个天平会发生什么变化呢？是会向一边倾斜，还是会保持平衡呢？带着这个疑问，让我们一起走进今天的学习内容 —— 温度对化学平衡的影响。通过今天的学习，我们将揭开温度与化学平衡之间的神秘面纱，了解温度是如何改变化学平衡状态的，以及这种变化背后的原理是什么。
温度变化对化学平衡的影响
取一支试管，向其中加入少量氯化钴晶体（CCl2·6H2O），再逐滴加入浓盐酸至晶体完全溶解，然后滴加水至溶液呈紫色为止。将所得溶液分装于三支试管中，并分别置于热水、冰水和室温条件下，观察实验现象，把观察到的现象填入表
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。
可见，改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。这就是著名的“勒夏特列原理”，也称为化学平衡移动原理。
增大（减小）反应物浓度或减小（增大）生成物浓度，平衡向正（逆）反应方向移动；
通过改变容器体积，增大（减小）体系压强，平衡向气态物质减少（增多）的方向移动；
升高（降低）体系温度，平衡向吸（放）热反应方向移动。
勒夏特列与化学平衡移动原理
勒夏特列是一位法国化学教授，曾担任过矿业工程师。当时，如何使炼铁高炉中的一氧化碳尽可能反应完，一直是炼铁工程师心中的未解之谜。对高炉气的分析表明，逸出气体中还存在一定量的一氧化碳。有人试图将炉子加高使反应完全，结果无济于事。勒夏特列提出炼铁反应是一个可逆反应，必须研究其平衡的条件。在他深入研究温度对化学平衡的影响时，同时代的化学家范霍夫发现，温度升高时化学平衡向使体系温度降低的方向移动。1884年，勒夏特列根据大量事实和已有研究基础，提出了“化学平衡移动原理”，成功地解释了高炉炼铁反应和其他的一些气相反应不完全的原因。
1888年，勒夏特列又用简洁的语言阐明了这一原理：“每一种影响平衡因素的变化，都会使平衡向减弱这种影响的方向移动。”为纪念勒夏特列的贡献，后人将化学平衡移动原理命名为“勒夏特列原理”。勒夏特列还是研究合成氨反应的先驱。1900年，勒夏特列运用化学平衡移动原理推算，以氮气、氢气为原料在高压下可以生成氨。可惜的是，因原料气中混有少量空气，导致实验中发生爆炸，在未查明事故原因前他就放弃该项研究，错失了更伟大的科学发现。
1.在反应器中注入过量的 N2：可行。理由：增加反应物 N2的浓度，根据勒夏特列原理，平衡会向正反应方向移动，从而提高 NH3的产量。
2.采用适当的催化剂：可行。理由：催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，但不能使平衡发生移动。虽然不能直接提高平衡时 NH3的产量，但是可以加快反应达到平衡的时间，从而在单位时间内提高 NH3的产量。
3.在高压下进行反应：可行。理由：该反应正方向是气体分子数减少的反应。增大压强，平衡向正反应方向移动，会提高 NH3的产量。
4.在较高温度下进行反应：不可行。理由：合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，会降低 NH3的产量。
5.不断将氨液化，并移去液氮：可行。理由：不断移去产物 NH3，使 NH3的浓度降低，根据勒夏特列原理，平衡会向正反应方向移动，从而提高 NH3的产量。
在实际生产过程中，工艺条件的选择往往会受到反应原料、反应温度和压强、反应速率、反应限度、催化剂选择、装置设备、产物分离、环境保护等诸多因素的制约。在不同的化工生产中，对这些因素的要求往往是各异的，并非与化学平衡移动原理所预测的结果一致。此时，必须针对不同的生产实际进行具体分析，综合考虑各种因素的影响，比较、权衡后设计最优的工艺方案。
化学平衡原理的广泛适用性
在对化学反应的研究中发现，化学平衡是一个涵盖面很广的概念，无论何种类型的化学反应，无论在气相、液相或固相中发生的化学反应，只要达到化学平衡，均可应用化学平衡概念、化学平衡移动原理去解释有关的化学反应现象。如后续即将讨论的在溶液中发生的电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等。衡量上述平衡可用不同的平衡常数来表达，如水的离子积常数Kw、弱酸的电离常数Ka、难溶电解质的沉淀溶解平衡常数Ksp等。但它们的本质与化学平衡常数K一样，仅随温度的变而改变，都可以用来表示上述过程的限度，K越大，正向进行的程度也越大。有关化学平衡和平衡转化率计算的规则，在不同的平衡中均可适用。
有关化学平衡的图像分析“渐变”类v－t图像
有关化学平衡的图像分析“断点”类v－t图像
有关化学平衡的图像分析“平台”类v­t图像
有关化学平衡的图像分析转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像
该类图像中常常与化学平衡知识相联系，重在考查化学平衡相关知识点。这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征。
1.识图：一般当转化率达到一个定值，即转化率或百分含量保持不变，该反应达到化学平衡，我们可以借助图像中曲线的数值大小，进一步结合影响平衡的一些外界因素，分析整合，得出相关结论。已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的系数的关系。
分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如图甲中T2>T1。②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如图乙中p1>p2。③若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。
①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。
②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。
③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。
有关化学平衡的图像分析恒温线或恒压线图像
该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度（反应物或生成物）或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。1.识图：(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度)
图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0；图②，T1>T2，则正反应为放热反应。解答此类图像问题，往往可作分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线——恒压线或恒温线，然后进行定一议二，从而可解决问题。
2.规律：（1）“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的系数的大小关系。如乙中任取两条压强曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，甲中任取一曲线，也能得出结论。（2）通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。
1、工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：CH3OH(g)＋CO(g) HCOOCH3(g)，在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．增大甲醇蒸气的浓度，CO的转化率增大B．平衡常数K(75 ℃)>K(85 ℃)C．b点反应速率v正＝v逆D．生产时反应温度控制在80～85 ℃为宜
2.可逆反应mA(g)＋nB(s) pC(g)＋qD(g)，在反应过程中，当其他条件不变时，D的百分含量与温度(T)和压强(p)的关系如图所示，下列叙述中错误的是(　　)A．达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动B．达到平衡后，若使用催化剂，D的物质的量分数不变C．化学方程式中一定有m3.已知2SO2 (g)＋O2 (g) 2SO3 (g)ΔH＝－197 kJ•ml－1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2 ml SO2和1 ml O2；(乙) 1 ml SO2和0.5 ml O2 ；(丙) 2 ml SO3 。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是(　　)A．容器内压强p：p甲＝p丙>2p乙B．SO3的质量m：m甲＝m丙>2m乙C．c(SO2)与c(O2)之比为k：k甲＝k丙>k乙D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙>2Q乙