内容正文:
2.3.2化学平衡的移动
(第2课时)
一、核心素养发展目标
1.从变化的角度认识化学平衡的移动,即可逆反应达到平衡后,温度、催化剂改变,平衡将会发生移动而建立新的平衡。
2.通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响,构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。
二、教学重难点
重点:1.温度、催化剂改变对化学平衡移动的影响;
2.勒夏特列原理及应用。
难点:勒夏特列原理及应用。
三、教学方法
实验探究法、总结归纳法、分组讨论法等
四、教学过程
【导入】实验探究
探究温度对化学平衡的影响
2NO2(g) ⇌N2O4(g) ∆H =-56.9 kJ/mol
红棕色 无色
【展示】不同温度的平衡移动实验视频
【生】总结
实验
浸泡在冰水中
浸泡在热水中
现象
颜色变浅
颜色加深
移动方向
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
结论
升高温度,平衡向正反应方向移动(即吸热方向)
降低温度,平衡向逆反应方向移动(即放热方向)
【展示】实验探究温度变化对化学平衡移动的影响
【生】总结
实验原理
Co(H2O)(aq)+4Cl-(aq)CoCl(aq)+6H2O(aq) ΔH>0
(粉红色) (蓝色)
实验步骤
实验现象
溶液变为蓝色
溶液不变色
溶液变为粉红色
结论(平衡移动的方向)
升高温度,平衡向正反应方向移动(即吸热方向),降低温度,平衡向逆反应方向移动(即放热方向)
【讲解】温度变化对化学平衡移动的影响规律
(1)任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热),所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。
(2)当其他条件不变时:
升高温度,平衡向吸热反应方向移动;
降低温度,平衡向放热反应方向移动。
【讲解】用v—t图像分析温度对化学平衡移动的影响
已知反应:mA(g)+nB(g)pC(g) ΔH<0,当反应达平衡后,若温度改变,其反应速率的变化曲线分别如下图所示:
t1时刻,升高温度,v′正、v′逆均增大,
但吸热反应方向的v′逆增大幅度大,
则v′逆>v′正,平衡逆向移动。
t1时刻,降低温度,v′正、v′逆均减小,
但吸热反应方向的v′逆减小幅度大。
则v′正>v′逆,平衡正向移动。
【问】催化剂能影响化学平衡的移动吗?
【生】不能。
【讲解】当其他条件不变时,催化剂能够同等程度地改变正逆反应速率,因此它对化学平衡移动无影响,即不能改变平衡混合物的组成,但可缩短达到化学平衡所需的时间。
【总结】
改变反应条件
化学平衡移动方向
移动规律
增大反应物浓度
向正反应方向
向减少反应物浓度的方向
减小反应物浓度
向逆反应方向
向增大反应物浓度的方向
增大压强
向气体体积缩小方向
向减小压强的方向
减小压强
向气体体积增大方向
向增大压强的方向
升高温度
向吸热反应方向
向降低温度的方向
降低温度
向放热反应方向
向升高温度的方向
【讲解】勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
又叫:化学平衡移动原理
原理的适用范围:所有的动态平衡,用于定性判断平衡移动的方向,解释平衡移动造成的结果或现象等。
注意:平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变,但不能完全“消除”这种改变。可概括为“外变大于内变”。
如:原平衡(100℃)→升温到200℃→减弱(降温)→向吸热方向移动→新平衡(温度介于100-200℃之间)
【强化巩固】
向一密闭容器中通入1 mol N2、3 mol H2发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,一段时间后达到平衡,当改变下列条件后,请填写下列内容:
(1)若增大N2的浓度,平衡移动的方向是正向移动;达新平衡时,氮气的浓度与改变时相比较,其变化是减小。但新平衡时的浓度大于原平衡时的浓度。
(2)若升高温度,平衡移动的方向是逆向移动;达新平衡时的温度与改变时相比较,其变化是降低。但新平衡时的温度高于原平衡时的温度。
(3)若增大压强,平衡移动的方向是正向移动;达新平衡时的压强与改变时相比较,其变化是减小。但新平衡时的压强大于原平衡时的压强。
【讲解】应用-化学反应的调控
德国化学家哈伯向合成氨发起冲击。1908年7月,他在实验室用氮气和氢气在600 ℃、20 MPa下得到了氨,但是产率只有2%。
1. 从化学平衡分析
理论分析——合成氨反应有什么样的特点?如何通过选择反应条件提高平衡混合物中氨的含量?
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ∆H =-92.4 kJ/mol
对合成氨反应的影响
影响因素
浓度
温度