资源简介 (共27张PPT) 课题3 反应条件对化学平衡的影响Linsharplrdspear 2020-02-18《实验化学》专题4提出问题汽车尾气的主要成分是什么?汽车尾气净化的主要原理是什么?从我们已有知识,从原理上你会采取哪些措施来减少尾气的排放?汽车尾气引起的环境问题愈发的尖锐科学家正致力于研究减少汽车尾气中有毒物质的排放知识预备:化学平衡状态和化学平衡移动加快化学反应速率;使反应平衡正向移动;基本知识再现1:对于可逆反应,一定条件下达到了平衡:(1)若化学反应速率发生了改变,平衡一定发生移动吗?(2)若平衡发生移动,化学反应速率一定改变吗?1.某温度下,密闭容器中发生 反应2CO(g)+2NO(g) ? N2(g)+2CO2(g) △H<0 ,建立化学平衡后,t1改变条件对该反应的正、逆反应速率的影响如图所示:(1)增大C(NO)对反应速率影响的图像是 ,平衡 移动。 B向右题组训练只改变反应物或生成物浓度,使平衡移动的瞬间曲线是连续的。浓度改变对平衡的影响正反应方向逆反应方向逆反应方向正反应方向 影响 结果外界条件改变 移动方向 新平衡 V正 V逆增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 减小生成物浓度 2.下图表示可逆反应,2CO(g)+2NO(g) ? N2 (g)+2CO2(g),当增大压强时,平衡由a点移到b点,正确的曲线是( ) A B C D若换成可逆反应H2(g) + I2(g) ? 2HI(g),请你画出曲线图B题组训练气体分子数之和大的反应速率改变的幅度更大。体积缩小方向体积增大方向2CO(g)+2NO(g) ? N2 (g)+2CO2(g)压强改变对平衡的影响 影响 结果外界条件改变 移动方向 新平衡 V正 V逆△V≠0 增大压强 降低压强 △V=0 增大压强 降低压强 3.下列各图是温度或压强对反应2A(g) +B(s) ?2C(g) +D(g) △H>0的正、逆反应速率的影响,曲线交点表示建立平衡时的温度或压强,其中正确的是 题组训练吸热反应方向的速率变化幅度更大吸热方向放热方向2CO(g)+2NO(g) ? N2 (g)+2CO2(g) △H<0温度改变对平衡的影响 影响 结果外界条件改变 移动方向 新平衡 V正 V逆升高温度 降低温度 题组训练催化剂 催化剂对化学平衡移动无影响,它能同等程度地改变正、逆反应速率,可以改变化学反应达到平衡所需的时间。小结:1. 化学反应速率的改变不一定会影响化学平衡的移动;2. 只有当化学反应速率改变的幅度不一样,才会发生平衡移动;3.化学平衡发生移动,化学反应速率必然改变。 原平衡V正=V逆原平衡被破坏V正’≠V逆’新平衡 V正’’=V逆’’勒夏特列原理---平衡移动原理(实质是“叛逆”): 如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动基本知识再现2:工农业生产中如何运用勒夏特列原理来选择反应条件:(1)合成氨工业条件选择温度越高越好吗?(2) SO2接触氧化工业条件选择压强越高越好吗?1.合成氨工业条件选择N2+3H2 ? 2NH3 △H<0特征:速率:平衡:综合:实际:所有物质都是气体,正反应体积缩小,放热 高温、高压、浓度、催化剂低温、高压、及时分离出氨气适当温度、高压、催化剂、及时分离出氨气500℃,高压(20-50MPa)、铁触媒、氨气液化2. SO2接触氧化工业条件选择2SO2+O2 ? 2SO3 △H<0特征:速率:平衡:综合:实际:所有物质都是气体,正反应体积缩小,放热 高温、高压、催化剂、浓度(O2)低温、高压、浓度(O2)适当温度、高压、催化剂、氧气过量高温,常压、催化剂、氧气过量研究表明,NO和CO 反应比较难反应(反应速率很慢),请你试用碰撞理论来解释原因?可采取哪些措施加快反应速率?单位时间单位体积有效碰撞次数增多反应速率加快活化分子百分数增加单位体积内活化分子数增加增大反应物浓度催化剂升高温度增大气体压强深度思考1:5.下列事实中,是什么因素影响了化学反应速率?(1)同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片和镁条,产生气体有快有慢;(2)融化的KClO3放出气体很慢,撒入少量的MnO2后很快有气体产生了;(3)锌粉与碘混合后,无明显现象,当加入几滴水时,立即有紫红色蒸气产生;(4)无色的KI晶体与白色的HgCl2粉末混合时,无明显现象,若将其加入水中,立即有红色的HgI2生成;(5)集气瓶中充满Cl2和H2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸;(6)铁片与稀硫酸制取氢气时,滴加少量CuSO4溶液,可加快产生H2的速率。反应物的性质催化剂催化剂溶剂光和热原电池题组训练思路1:加快化学反应速率措施:合适的催化剂、加热、加压、增大反应物浓度、增大接触面积……研究表明,NO和CO 反应的转化率比较低,请结合勒夏特列原理,采取哪些措施来减少尾气的排放?深度思考2:思路2:使反应平衡右移措施:降温、加压、减小生成物浓度、增大反应物浓度……思路1:加快化学反应速率措施:催化剂、加热、加压、增大反应物浓度、增大接触面积……综合措施:合适的催化剂,适宜的温度增大接触面积,移走生成物密闭容器:2CO(g)+2NO(g) ? N2(g)+2CO2(g) △H<0 ,适宜的温度合适的催化剂 用三效催化剂和电子控制发动机系统,可使碳氢化合物和一氧化碳排放减少90%--95%,氮氧化物减少80%--90%,使汽车尾气得到很大的治理与净化。增大接触面积 催化剂做成网状结构,或者“蜂窝煤” 结构,增大接触面积,加快反应速率。问题解决1. 加快反应速率减小生成物的浓度 将CO2和N2转移出去,可以考虑在尾气排放装置加上一个小型风扇,加速尾气排放,生成物减少,反应正向更彻底。问题解决2. 平衡移动1. 增大排气管,即增大排气管截面的面积,面积越大催化越完全。2. 将排气管做成螺旋状,增加了长度,延长反应时间,催化反应更完全,减少尾气排放。3. 延长反应时间4. 从源头解决: 如控制汽油的辛烷值,使用无铅汽油,控制空燃比,改用乙醇等清洁燃料,使用电动汽车等等。能力提升1.解决生活中具体的化学问题思路:2.速率、平衡理论在化工生产上的应用, 进行化工生产条件选择时:既要考虑反应速率的问题 ------反应速率要尽可能的快又要考虑化学平衡的问题 ------平衡要尽可能地向右移动,即反应物的转化率尽可能高,原料利用率尽可能充分。实验1:氯化钴溶液颜色的变化观察稀释酸性CoCl2溶液时颜色的变化操作: 向3mL0.5mol·L-1CoCl2溶液中慢慢滴加约6mL浓盐酸,观察现象将上述试管中的溶液分成两份,向其中一溶液中加入约3mL蒸馏水,与另一溶液作对比,观察现象蓝色 粉红色蓝色加深 增大了Cl-浓度,平衡向左移动蓝色转化为粉红色平衡向右移动 实 验 现 象 现 象 分 析 CoCl2+浓盐酸 加入3mL蒸馏水 (2)观察受热时CoCl2溶液颜色的变化 操作:取一支试管,加入3 mL95%乙醇溶液和少量(2-3小粒)氯化钴晶体,振荡使其溶解,再滴滴加蒸馏水,至溶液恰好呈粉红色,然后用酒精灯加热该试管片刻。观察上述实验过程中溶液颜色的变化加乙醇溶解后溶液呈蓝色稀释时,溶液由蓝色→紫色→很快变成粉红色(平衡向左移动);加热时,又由粉红色→紫色→蓝色(平衡向右移动)实验2:探究影响乙酸乙酯水解程度的因素试管1:4 mL蒸馏水+2滴甲基橙 + 2 mL乙酸乙酯试管2:4 mL5 mol·L-1 H2SO4 +2滴甲基橙 + 2 mL乙酸乙酯试管3:4 mL10 mol·L-1NaOH溶液+2滴石蕊 + 2 mL乙酸乙酯振荡后用透明胶带纸对液相界面做好标记。将三只试管同时插入热水浴(65℃-70℃)中,加热6-10分钟(加热过程可振荡)。取出试管观察液相界面情况。溶液显黄色现象1.试管液相无明显变化;2.试管液相界面略有上升;3.试管液相界面明显上升,石蕊蓝色褪去。溶液呈红色溶液呈蓝色 展开更多...... 收起↑ 资源预览