内容正文:
鲁科版选择性必修1 化学反应原理
第2章 化学反应的方向、限度与速率
第2节 化学反应的限度
第3课时 浓度、温度对化学平衡的影响
1
联想 • 质疑
在19世纪后期,人们发现炼铁高炉所排出的高炉气中含有相当数量的一氧化碳。有的工程师认为,这是由于一氧化碳和铁矿石的接触时间不够长造成的,于是英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉,以增加一氧化碳和铁矿石的接触时间。可是后来发现,用这个高炉炼铁,所排出的高炉气中的一氧化碳并没有减少,其原因是什么?如果继续增大铁矿石的量能减少一氧化碳的含量吗?
高炉炼铁的原理是利用CO还原氧化铁,此反应为可逆反应,当反应达到平衡时,增加反应时间不能改变各种物质的百分含量;增加铁矿石的量不能减少一氧化碳的含量。
联想 • 质疑
反应条件对化学平衡的影响
预测
某化学反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)的ΔH>0。温度、浓度或压强改变时,化学平衡状态是否改变?如果发生改变,化学平衡将向哪个方向移动?说明预测理由。
资料在线
温度与化学平衡常数的关系
温度变化 反应焓变ΔH 平衡常数K 温度变化 反应焓变ΔH 平衡常数K
升高 >0 增大 降低 >0 减小
<0 减小 <0 增大
任务一:预测温度对化学平衡的影响
2NO2 (g) N2O4 (g) H 0
(红棕色) (无色)
该反应在不同温度下的K值:
T / K K /(mol-1·L)
333 0.601
298 6.80
c(N2O4 )
c2(NO2 )
Q=
= K
达到平衡时:
小↓
大
K
Q<
K
平衡正向移动
降低温度
放热方向
任务一:预测温度对化学平衡的影响
2NO2 (g) N2O4 (g) H 0
(红棕色) (无色)
该反应在不同温度下的K值:
T / K K /(mol-1·L)
333 0.601
298 6.80
c(N2O4 )
c2(NO2 )
Q=
= K
达到平衡时:
K
Q>
K
平衡逆向移动
升高温度
吸热方向
小↑
大
任务二:实验验证温度对化学平衡的影响
实验目的
探究温度对化学平衡的影响。
实验用品
装有二氧化氮—四氧化二氮混合气体的装置,冰水混合物,热水;烧杯。
实验方案设计及实施
设计目的 实验方案 现象预测 观察到的现象
探究温度对化学平衡的影响
冷水
热水
任务二:实验验证温度对化学平衡的影响
2NO2 (g) ⇌ N2O4(g)
红棕色
无色
实验
现象 浸到冰水中时混合物颜色_____,浸到热水中时混合物颜色_____
变浅
变深
H 0
2NO2 (g) ⇌ N2O4(g)
红棕色
无色
降低温度
升高温度
平衡正向移动
平衡逆向移动
颜色变浅
颜色变深
(放热反应)
(吸热反应)
冷水
热水
任务二:实验验证温度对化学平衡的影响
H 0
小结:
温度对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD (g) H < 0
反应焓变 ΔH 温度变化 平衡常数K 移动方向
ΔH < 0
(放热反应) 温度升高 变小 吸热方向(逆向)
温度降低 变大 放热方向(正向)
小结:
温度对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD (g) H >0
反应焓变 ΔH 温度变化 平衡常数K 移动方向
ΔH >0
(吸热反应) 温度升高 变大 吸热方向(正向)
温度降低 变小 放热方向(逆向)
升高温度,平衡向吸热方向移动
降低温度,平衡向放热方向移动
任务三:预测浓度对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD (g)
cp(C)cq(D)
cm(A)cn(B)
Q=
= K
↓
↑
Q<
K
平衡正向移动
增大反应物浓度,或减小生成物浓度平衡正向移动
任务四:实验验证浓度对化学平衡的影响
实验目的
探究浓度对化学平衡的影响。
实验用品
0.01 mol/L FeCl3溶液,0.01 mol/L KSCN溶液,1 mol/L FeCl3溶液,1 mol/L KSCN溶液, 0.01 mol/L NaOH溶液,铁粉
试管,烧杯,胶头滴管
实验方案设计及实施
设计目的 实验方案 现象预测 观察到的现象
探究浓度对化学平衡的影响
在小烧杯中加入等体积的 0.01 mol/L FeCl3溶液 与0.01 mol/L KSCN溶液,静置一段时间,待溶液颜色不变。
平均分成三等分
Fe3+ + 3SCN