内容正文:
第三单元 化学平衡的移动
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、化学平衡的移动
1.含义
化学平衡状态只有在一定的条件下才能保持,当平衡体系条件改变时,原有平衡状态被破坏,一段时间后会达到新的平衡状态。从一个平衡状态变为另一个平衡状态,称为化学平衡的移动。
2.实质
化学平衡的移动,就是改变外界条件,破坏原有的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程。达到平衡时,v(正)=v(逆),改变外界条件后,v(正)≠v(逆),随后v(正)、v(逆)发生变化,直至达到新的平衡状态,v′(正)=v′(逆)。
二、外界条件对化学平衡的影响
1.浓度对化学平衡的影响
(1)影响结果
当可逆反应达到平衡时,在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
(2)浓度商(Qc)及应用
①浓度商
对于可逆反应:aA+bBcC+dD,将某一时刻各物质的物质的量浓度代入以下表达式Qc=,计算出一个数值,这个数值称为浓度商。
②根据浓度商和平衡常数的大小判断化学平衡移动的方向
判断一定温度下、任意状态时反应体系平衡移动的情况,可通过比较浓度商与平衡常数的相对大小获得如下结论:
若Qc<K,平衡向正反应方向移动
若Qc=K,体系恰好处于平衡状态,平衡不移动;
若Qc>K,平衡向逆反应方向移动。
2.压强对化学平衡的影响
(1)将有气体参加的可逆反应简单表示成:aA(g)bB(g),则平衡常数可表示为K=。
减小容器的体积以增大压强,则反应物的浓度和生成物的浓度将同时增大。
(2)影响结果
分析体系压强的改变对物质浓度的影响,不难发现:
①若a>b,即正反应方向是气体分子数目减小的反应,增大压强,平衡正向(气态物质分子数减少的方向)移动;
②若a=b,即反应前后气体分子数目不变的反应,改变反应体系的压强,平衡不发生移动;
③若a<b,即正反应方向是气体分子数目增大的反应,增大压强,平衡逆向(气态物质分子数减少的方向)移动。
[注意] 固态或液态物质的体积受压强影响很小,可以忽略不计,当平衡混合物中都是固态或液态物质时,改变压强,化学平衡不发生移动。
3.温度对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下,升高温度,会使化学平衡向吸热反应的方向移动;降低温度,会使化学平衡向放热反应的方向移动。
三、勒夏特列原理
1.原理内容
改变影响化学平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,这就是著名的“勒夏特列原理”,也称化学平衡移动原理。
2.原理应用
化学平衡移动原理的提出,为化学反应获得较高产量提供了重要的理论基础,在化工生产中得到了广泛的应用。例如,在合成氨工业中,人们就充分应用化学平衡移动原理来选择和优化反应条件,改进工艺和装置,提高氨的产率。
1.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,正、逆反应速率都减小,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)外界条件改变,正、逆反应速率发生变化,化学平衡一定发生移动。(×)
(4)如果改变影响平衡的一个因素(温度、浓度、压强),平衡就向着消除这种改变的方向移动。(×)
2.某小组进行如右图所示实验。欲使溶液红色加深,下列操作或分析正确的是( )
A.加入少量KCl固体
B.再滴加5~6滴1 mol·L-1 KSCN溶液
C.再滴加3~5滴0.01 mol·L-1 NaOH溶液
D.对溶液降温,也可观察到溶液红色加深,说明反应为:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl ΔH>0
B [反应实质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入少量KCl固体,平衡不移动,溶液颜色不变,A错误;滴加KSCN溶液,平衡正向移动,溶液红色加深,B正确;滴加NaOH溶液,Fe3+与OH-反应,平衡逆向移动,溶液红色变浅,C错误;降低温度,溶液红色加深,说明该反应是放热反应,ΔH<0,D错误。]
学习任务 实验探究化学平衡的影响因素
1.探究浓度对化学平