内容正文:
第2课时 反应条件对化学平衡的影响
课程标准要求
学业质量水平
1.通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。
3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应进行方向间的联系。
1.能根据化学平衡原理,说明影响化学平衡的因素。(水平3)
2.能设计实验方案探究影响反应速率和化学平衡的因素等。(水平3)
3.能从调控反应速率、提高反应转化率等方面综合分析反应的条件,提出有效控制反应条件的措施。(水平4)
一、化学平衡移动
1.化学平衡是在一定条件下建立起来的,受温度、压强或浓度变化的影响。
2.化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程,称为化学平衡移动。
二、反应条件对化学平衡的影响
1.温度的影响
(1)其他条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热方向移动;降低温度,化学平衡向放热方向移动。
(2)温度对化学平衡的影响是通过改变化学平衡常数实现的。升高温度使吸热反应的平衡常数K增大,平衡向吸热反应方向移动;降低温度使放热反应的平衡常数增大,平衡向放热反应方向移动。
2.浓度的影响
(1)影响结果
在同一温度下,对于一个已达化学平衡状态的反应:
①反应物浓度增大或反应产物浓度减小时,浓度商(Q)减小,则Q<K,平衡向消耗反应物的方向移动,即平衡正向移动。
②反应物浓度减小或反应产物浓度增大时,浓度商(Q)增大,则Q>K,平衡向消耗反应产物的方向移动,即平衡逆向移动。
(2)实际应用
为提高产率,生产过程中常将反应产物及时从体系中移走,使反应所建立的化学平衡不断地正向移动。
3.压强的影响
(1)对于有气态物质参与的反应,在一定温度下,增大体系压强,各气态物质的浓度同等倍数增大。
(2)影响结果
①对于Δvg=0的反应,增大压强,Q=K,化学平衡状态不变。
②对于Δvg≠0的反应,增大压强,Q≠K,化学平衡向化学方程式中气态物质化学式前系数减小的方向移动。
[注意] ①Δvg=(化学方程式中气态生成物化学式前系数之和)-(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和)。
②对于只涉及固体或液体的反应,压强对平衡体系的影响极其微弱,可以不予考虑。
三、勒·夏特列原理
1.原理内容
如果改变平衡体系的一个条件(如温度、浓度或压强),平衡将向减弱这种改变的方向移动,这一经验规律称为“勒·夏特列原理”,也称化学平衡移动原理。
2.原理应用
根据化学平衡移动原理,可以更加科学、有效地调控和利用化学反应,尽可能地让化学反应按照人们的需要进行。
巧判断(对的打“√”,错的打“×”)
(1)反应A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0 ,达到平衡后,降低温度,平衡向正反应方向移动( √ )
(2)反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl达到平衡后,加入FeCl3固体,平衡向正反应方向移动( √ )
(3)反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡后,增大压强,平衡不移动,混合气体的颜色不变( × )
(4)恒压条件下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡后,充入He,平衡不移动( √ )
(5)其他条件不变,增大反应物浓度,浓度商(Q)减小,平衡正向移动( √ )
(6)如果改变影响平衡的一个条件(温度、浓度、压强),平衡就向着消除这种改变的方向移动( × )
学习任务 反应条件对化学平衡的影响
阅读教材P58~61中“反应条件对化学平衡的影响”内容,交流讨论。
1.如图所示,将NO2和N2O4混合气体通入三只烧瓶中,存在平衡:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ/mol。将两只烧瓶连通分别放入盛有热水和冰水的烧杯中,观察现象。
观察到哪些实验现象?尝试利用浓度商(Q)与化学平衡常数(K)之间的关系分析上述现象。
提示 现象:放入热水中烧瓶内气体颜色变深,放入冷水中烧瓶内气体颜色变浅。分析:升高温度,平衡常数K减小,Q>K,平衡逆向移动,c(NO2)增大,气体颜色变深;降低温度,平衡常数K增大,Q<K,平衡正向移动,c(NO2)减小,气体颜色变浅。
2.向盛有5 mL 0.01 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 mol/L KSCN溶液,溶液呈红色,存在平衡:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。平均分装在a、b、c三支试管中进行下列实验,观察现象。
据此得出什么结论?常试利用浓度商(Q)与化学平衡常数(K)之间的关系分析上述现象。
提示 结论:其他条件不变,增大反应物浓度,平衡正向移动;减小反应物浓度,平衡逆向移动。
分析:试管b中加入铁粉,发生反应:2Fe3++Fe===3Fe2+,溶液中c(Fe3+)减小,浓度商增大,Q>K,平衡Fe3++3SCN-Fe