内容正文:
第二章 化学反应速率和化学平衡
2019人教版选择性必修一
第二节 化学平衡
某温度下,在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡,各物质的相关数据如下。
各物质的起始量/mol 化学平衡时各物质的量/mol
N2 H2 NH3 N2 H2 NH3
5 15 0 3 9 4
α= ×100% =40%
6 mol
15 mol
平衡时H2的转化率
平衡时原料的转化率不高,如何提高呢?
第三课时 化学平衡的移动
2
任务一 探讨影响化学平衡的因素
化学平衡1
Q = K
不平衡
Q ≠ K
一段时间
化学平衡2
如何改变化学平衡状态呢?
由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程,叫做化学平衡的移动。
改变反应条件
改变哪些反应条件可使Q ≠ K,从而改变化学平衡状态?
改变浓度,使Q 发生改变
改变温度,使K 发生改变
浓度商只与浓度有关,平衡常数只与温度有关。
任务一 探讨影响化学平衡的因素
利用浓度商与平衡常数比较判断化学平衡移动的方向
Q = K
任意时刻的浓度商
Q =
cp(C)•cq(D)
cm(A)•cn(B)
平衡状态
Q < K
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
Q > K
4
反应物浓度增大,Q 减小,使得Q < K,反应不再平衡,向正反应方向移动。
若其他条件不变,仅增加反应物的浓度,化学平衡如何移动?
任意时刻的浓度商
Q =
cp(C)•cq(D)
cm(A)•cn(B)
任务二 研究浓度对化学平衡的影响
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
若其他条件不变,仅减小反应物的浓度,化学平衡如何移动?
反应物浓度减小,Q 变大,使得Q > K,反应不再平衡,向逆反应方向移动。
5
如何增加反应物的浓度?
如何减小反应物的浓度?
滴加饱和FeCl3溶液或
高浓度的KSCN溶液
加入NaOH降低Fe3+浓度
验证浓度对化学平衡的影响
研究体系:
红色
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
无色
黄色
变量控制:温度等其他因素不变,只改变一种物质的浓度。
任务二 研究浓度对化学平衡的影响
注意:保持溶液总体积(基本)不变,使其他粒子浓度不变
加入4滴饱和FeCl3溶液
滴入4滴 1 mol·L-1 KSCN 溶液
实验操作
将 5 mL 0.01 mol·L-1 KSCN 溶液和 5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3 溶液混合
平衡后均分在a、b两支试管中
a
b
加入5滴2mol/LNaOH溶液
加入1滴2mol/LNaOH溶液
任务二 研究浓度对化学平衡的影响
实验现象
将 5 mL 0.01 mol·L-1 KSCN 溶液和 5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3 溶液混合
平衡后均分在a、b两支试管中
a
加入4滴饱和FeCl3溶液
滴入4滴 1 mol·L-1 KSCN 溶液
b
加入1滴2mol/LNaOH溶液
加入5滴2mol/LNaOH溶液
任务二 研究浓度对化学平衡的影响
其他条件不变时:
减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;
增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
大量实验也可以证明:
任务二 研究浓度对化学平衡的影响
其他条件不变时:
增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动;
减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
压强的改变,可能影响反应体系中多种物质的浓度。如果增大压强(缩小容积)以下反应各物质的浓度会如何变化?浓度商会如何变化?
2NO2(g) N2O4(g)
红棕色
无色
任务三 研究压强对化学平衡的影响
理论分析
实验
(同温度下) 压强 各物质浓度
(mol·L-1) 浓度商
(Q )
NO2 N2O4
原化学平衡容器容积为V p1 a b
扩大容积至
V /2时
通过计算Q2 =K/2 , 即Q2 < K ,向正反应方移动
2P1
b
a2
= K
Q1=
2NO2(g) N2O4(g)
同温度:
任务三 研究压强对化学平衡的影响
2a
2b
2b
(2a)2
b
2a2
Q2=
=
实验
(同温度下) 压强 各物质浓度
(mol·L-1) 浓度商
(Q )
NO2 N2O4
原化学平衡容器容积为V p1 a b
扩大容积至2V 时
通过计算Q2 =2 K , 即Q2 > K 向逆反应方移动
P1
1
2
a
1
2
b
1
2
b
( a)2
=
2b
a2
Q2=
1
2
1
2
b
a2
=