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条件 |
提高平衡 转化率 |
提高化学反应速率 |
其它因素 |
适宜条件 |
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温度 |
低温有利 |
高温有利 |
催化剂活性 |
反应温度在700K左右 |
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压强 |
加压有利 |
加压有利 |
反应器材质要求 |
一般为20MPa- 50MPa |
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浓度 |
原料气压缩并循环使用 |
及时将氨气移走 |
N2:H2 的分压为1:2.8投料比,循环使用N2 H2,迅速冷却,氨气液化移走 |
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催化剂 |
防止催化剂中毒 |
研制优良的催化剂 |
催化剂对H2的吸附能力强于N2 |
以铁为主体的多成分催化剂 |
对于可逆反应: mA(g)+nB (g)
pC(g)+qD(g)。 反应物A的平衡转化率(该条件最大转化率)可表示:
![]()
例5:等容积的三个密闭容器中,在一定条件下,甲、乙、丙三容器中分别进行可逆反应:2A(g)+B(g)
3C(g)+2D(g),起始时三个容器中反应物的物质的量(mol)分别如下表所示,在相同条件下,反应物A、B的转化率大小关系为
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反应物 |
甲 |
乙 |
丙 |
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A |
2 |
1 |
1 |
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B |
1 |
2 |
1 |
A.A的转化率甲<丙<乙 B.A的转化率甲<乙<丙
C.B 的转化率甲>丙>乙 D.B的转化率甲<乙<丙
解答:对于aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g)的反应,增大反应物A(g)的浓度,A的转化率减少,B的转化率增大;减少反应物A(g)的浓度,A的转化率增大,B的转化率减少。答案为A、C。
2.用K判断平衡移动的方向:可运用浓度商(或压强商)与浓度平衡常数(或压强平衡常数)的大小比较判断:Q<k 平衡向右移动;Q>k平衡向左移动。
对可逆反应:mA(g)+nB (g)
pC(g)+qD(g)
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条件变化 |
反应特点 |
Q |
k |
Q与k |
移动方向 |
说明 |
|
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反应物浓度增大 生成物浓度减小 |
QC变小 |
kC不变 |
QC<kC |
向右 |
固体或纯液体参加反应,其浓度视为固定不变的。 |
||
|
生成物浓度增大 反应物浓度减小 |
QC变大 |
kC不变 |
QC>kC |
向左 |
|||
|
升高温度 |
正反应吸热 |
不变 |
变大 |
Q<k |
向右 |
吸热反应K随温度升高增大。放热反应K随温度升高减小。 |
|
|
正反应放热 |
不变 |
变小 |
Q>k |
向左 |
|||
|
降低温度 |
正反应吸热 |
不变 |
变小 |
Q>k |
向左 |
||
|
正反应放热 |
不变 |
变大 |
Q<k |
向右 |
|||
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压缩体积 增大压强 |
m+n>p+q |
变小 |
不变 |
Q<k |
向右 |
反应物产物都是固体或液体,压强对平衡无影响。 |
|
|
m+n=p+q |
不变 |
不变 |
Q=k |
不移动 |
|||
|
m+n<p+q |
变大 |
不变 |
Q>k |
向左 |
|||
|
容积不变,充入He |
不变 |
不变 |
Q=k |
不移动 |
分压不变 |
||
|
压强不变 充入He |
m+n>p+q |
变大 |
不变 |
Q>k |
向左 |
相当于减压 |
|
|
m+n=p+q |
不变 |
不变 |
Q=k |
不移动 |
|||
|
m+n<p+q |
变小 |
不变 |
Q<k |
向右 |
|||
例3.在下列的平衡系中,所用措施,可使反应向右移动达到新平衡的是( )
A. I-3(aq)
I2 + I-(aq)(加入四氯化碳)
B. H2O( l )
H2O(g)(加入蔗糖)
C.Ag+(aq)+ Cl-(aq)
AgCl(s)(加入固体AgNO3)
D.Fe(SCN)2+(aq)
Fe3+(aq) + SCN-(aq)(加入固体NaSCN)
E.BaSO4(s)
Ba2+(aq)+
SO42-(aq)(加入水)
解析:勒沙特列原理是一个经验性的平衡移动原理,适用于封闭体系,当改变平衡系统的一个条件时,平衡将向减弱这种改变的方向移动。不仅适用于一般的化学平衡,也适用于沉淀溶解平衡、配合平衡、电离平衡、水解平衡等。答案为A、C、E。
例4:T℃时,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示,则下列结论正确的是
![]()
A.在(t1+10)min时,其他条件不变,增大压强,平衡向逆反应方向移动
B.(t1+10)min时,保持容器总压强不变,通入稀有气体,平衡向左方向移动
C.T℃时,在相同容器中,若由0.3mol·L-1 A、0.1 mol·L-1 B和0.4 mol·L-1 C反应,达到平衡后,C的浓度仍为0.4 mol·L-1
D.其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,且A的转化率增大
解析:化学平衡图象题:①一看坐标:一般纵坐标为v、n、c、α、p、φ(百分含量)等,横坐标为t、p、T等;②二看线(线的变化趋势、斜率大小):横坐标为t时图象会出现平台,反映了建立平衡及平衡移动的大致动态变化过程;横坐标为p、T,实际上在考查p、T对化学平衡的影;③三看点(起点、折点、交点、终点)。图Ⅰ是c-t图,根据A、B浓度分别减少0.2 mol·L-1 、0.6 mol·L-1,C的浓度增大0.4 mol·L-1,则反应方程式为A+3B
2C,得出A、D不对。答案为B、C。
1.化学平衡移动实质:化学平衡移动是由于浓度、温度、压强的变化使可逆反应从一种平衡状态变为另一平衡状态的过程。平衡移动的实质因为条件的变化打破了正反应、逆反应速率相等的关系。υ(正) >υ(逆),正向移动;υ(正)<υ(逆),平衡逆向移动。对可逆反应:mA(g)+nB (g)
pC(g)+qD(g)
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条件变化 |
反应特点 |
υ(正) |
υ(逆) |
υ正 υ逆 |
移动方向 |
说明 |
|
|
反应物浓度增大 |
增 |
不变 |
υ正 >υ逆 |
向右 |
固体或纯液体浓度视为固定不变的 |
||
|
生成物浓度减小 |
不变 |
减 |
|||||
|
反应物浓度减小 |
减 |
不变 |
υ正< υ逆 |
向左 |
|||
|
生成物浓度增大 |
不变 |
增 |
|||||
|
升高温度 |
正反应吸热 |
增 |
增 |
υ正 >υ逆 |
向右 |
升高或降低温度,υ正 υ逆增加或减小程度不同 |
|
|
正反应放热 |
增 |
增 |
υ正< υ逆 |
向左 |
|||
|
降低温度 |
正反应吸热 |
减 |
减 |
υ正< υ逆 |
向左 |
||
|
正反应放热 |
减 |
减 |
υ正 >υ逆 |
向右 |
|||
|
压缩体积 增大压强 |
m+n>p+q |
增 |
增 |
υ正 >υ逆 |
向右 |
反应物产物都是固体或液体,压强对平衡无影响。 |
|
|
m+n=p+q |
增 |
增 |
υ正= υ逆 |
不移动 |
|||
|
m+n<p+q |
增 |
增 |
υ正< υ逆 |
向左 |
|||
|
容积不变,充入He |
不变 |
不变 |
υ正= υ逆 |
不移动 |
分压不变 |
||
|
压强不变 充入He |
m+n>p+q |
减 |
减 |
υ正< υ逆 |
向左 |
相当于减压 |
|
|
m+n=p+q |
减 |
减 |
υ正= υ逆 |
不移动 |
|||
|
m+n<p+q |
减 |
减 |
υ正 >υ逆 |
向右 |
|||
例2.T℃时,将一定量的混合气体在密闭容器中发生反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),平衡后测得B气体的浓度为0.6mol/L,恒温下,将密闭容器的容积扩大1倍,重新达到平衡后,测得B气体浓度为0.4mol/L,下列叙述正确的是( )
A.重新达到平衡时,D的体积分数减小 B.a+b<c+d
C.平衡向右移动 D.重新达到平衡时,A气体浓度增大
解析:若平衡不移动,容积扩大1倍,B浓度应为0.3mol/L,说明平衡逆向移动。
答案为A。