勒沙特列原理的应用34.PPT

* * * * 勒沙特列原理的應用 3-3.4 哈柏法製氨： 從勒沙特列原理來看，有利於氨的生成的條件為： (壓力)、 (溫度)。 高壓 低溫 在高壓的條件下，平衡向生成氨的一方移動，且高壓下反應物的碰撞頻率增大，反應速率亦增大； 但壓力太高，將導致成本提高，且危險性也大，故一般製氨採用的壓力約為：350 ～ 500 大氣壓。 降低溫度時，平衡向放熱的方向移動，對氨的生成有利， 但因低溫時反應速率太慢，故須提高溫度以增加反應速率。 因此，必須在兩者之間尋求最佳條件，目前工業生產氨時所選擇的最適當溫度約為 500 ℃。 範例 3-10 下列哪些措施，可使哈柏法製氨的反應之平衡向右移動？ N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g) ΔH＝－92.1 kJ (A)加入更多的氫氣 (B)將生成的氨氣移出 (C)提高反應溫度 (D)加大反應系的壓力 (E)加入更多的催化劑 練習題 3-10 升高溫度，下列各反應的平衡常數如何改變？ (1) Zn(s) + Cu2+ (aq) ? Zn2+(aq) + Cu(s) (2) H2O(l) ? H+(aq) + OH－(aq) (3) 3O2(g) + 285 kJ ? 2O3(g) 答：變大 答：變小 答：變大 學習成果評量 下列平衡系依所加措施，將使平衡如何變化？ (1) 2NOBr(g) ? 2NO(g) + Br2(g) (減壓) (2) 3Fe(s) + 4H2O(g) ? Fe3O4(s) + 4H2(g) (增壓) (3) C(s) + CO2(g) ? 2CO(g) (減壓) (4) C(s) + CO2(g) ? 2CO(g) (加 C(s)) (1) 向右移動 (2) 不移動 (3) 向右移動 (4) 不移動 答： 學習成果評量 下列平衡系依所加措施，將使平衡如何變化？顏色有何變化？ N2O4(g) ? 2NO2(g) 所加措施 平衡變化 顏色變化 (1)加壓 (2)減壓 (3)升高溫度 (4)降低溫度 向左移動 變深 向右移動 變淺 向右移動 變深 向左移動 變淺 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 基礎化學(三) * * 基礎化學(三) * * 基礎化學(三) 3-3 影響平衡的因素 影響平衡的因素 3-3 平衡位置如何隨著影響平衡的變因移動，可利用法國科學家勒沙特列 (H. L. Le Chatelier)所提出的勒沙特列原理預測： 若一平衡系受到某一因素影響時，反應會向抵消此因素的方向移動，直到達成新的平衡。 本節將介紹濃度、壓力及溫度此三項變因對平衡的影響情形。 影響平衡的因素 3-3 3-3.1 濃度對平衡的影響 3-3.2 壓力對平衡的影響 3-3.3 溫度對平衡的影響 3-3.4 勒沙特列原理的應用 濃度對平衡的影響 3-3.1 實例 1：鉻酸鉀與二鉻酸鉀的平衡 濃度對平衡的影響 3-3.1 根據勒沙特列原理： 當滴入鹽酸時，氫離子的濃度增加， 為抵消此因素，反應必須向右移動，因此黃色之 鉻酸根的濃度減少，而橙色之二鉻酸根的濃度增 加，故溶液變為橙色。 反之，滴入氫氧化鈉溶液時， 因氫氧離子與氫離子中和，而使氫離子濃度降低， 所以反應必須向左移動，以抵消此因素，故溶液 變回黃色。 濃度對平衡的影響 3-3.1 實例 2： 血紅色 濃度對平衡的影響 3-3.1 於 t1 時在平衡系中添加 NaOH，產生 Fe(OH)3 沉澱， 因為 Fe3+ 的濃度降低，致使平衡向右移動，因此血紅色的 FeSCN2+ 濃度減少； 於 t2 時達成新的平衡。 濃度與平衡的關係 濃度對平衡的影響 3-3.1 結論：在平衡系中 1. 加入反應物或移除產物 2. 移除反應物或加入產物 ? 平衡狀態 。 向右移動 ? 平衡狀態 。 向左移動 濃度對平衡的影響 範例 3-8 定溫時，反應 BaSO4(s) ? Ba2+(aq) + SO42－(aq) 達平衡後，分別進行下述操作： (a)加入硫酸鋇　 (b)加入氯化鋇　 (c)加入硫酸鈉 回答下列問題： (1) 平衡狀態如何移動？ (2) 各離子的平衡濃度如何改變？ 範例 3-8 (1) (a)在平衡系中加入固體溶質，不會破壞平衡狀態，故平衡不移動。 (b) [Ba2＋] 增大，故平衡向左移動。 (c) [SO42－] 增大，故平衡向左移動。 (2) (a)各離子的平衡濃度均不變。 (b) BaSO4 的莫耳數增加，但是濃度不變；[Ba2＋]較原平衡時大，[SO42－] 較原平衡時小。 (c) BaSO4 的莫耳數增加，但是濃度不變；[Ba2＋]