内容正文:
第2课时 影响化学平衡的因素
课程标准
核心素养目标
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.证据推理与模型认知:基于实验证据和数据分析,判断温度、浓度、压强等反应条件对化学平衡的影响及结果。
2.变化观念与平衡思想:理论分析与实验探究相结合,建立化学平衡移动思维模型,能多角度、动态地分析化学反应,解决实际问题。
[对应学生用书P35]
一、化学平衡的移动
1.概念
在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变反应条件(浓度、压强、温度等),平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡状态。这种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。
2.过程分析
二、影响化学平衡的因素
1.浓度对化学平衡的影响
(1)实验探究(教材实验2-1)
原理
Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3(红色)
实验操作
实验现象
b溶液颜色变浅,平衡向逆反应方向移动
c溶液颜色变深,平衡向正反应方向移动
理论分析
发生反应Fe+2Fe3+===3Fe2+,c(Fe3+)减小,Q增大,Q>K,平衡逆向移动
c(SCN-)增大,
Q减小,Q<K,平衡正向移动
(2)影响规律
在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。
2.压强对化学平衡的影响
(1)实验探究(教材实验2-2)
原理
2NO2(红棕色)⇌N2O4(无色)
实验操作
活塞Ⅱ处→Ⅰ处,压强增大
活塞Ⅰ处→Ⅱ处,压强减小
实验现象
混合气体的颜色先变深又逐渐变浅
混合气体的颜色先变浅又逐渐变深
理论分析
活塞Ⅱ处→Ⅰ处,管内容积减小,气体压强增大,浓度增大,气体颜色变深,颜色逐渐变浅是由于消耗了更多NO2
活塞Ⅰ处→Ⅱ处,管内容积增大,气体压强减小,浓度减小,气体颜色变浅,颜色逐渐变深是由于生成了更多NO2
(2)影响规律
对于有气体参加的可逆反应,当达到平衡时,在其他条件不变的情况下,增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
[微点归纳] ①反应后气体的总体积没有变化的可逆反应,增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。
②当平衡混合物中都是固态或液态物质时,改变压强后化学平衡一般不发生移动。
3.温度对化学平衡的影响
(1)实验探究(教材实验2-3)
原理
2NO2(红棕色)⇌N2O4(无色) ΔH=-56.9 kJ/mol
实验操作
实验现象
浸泡在热水中的烧瓶内红棕色加深,浸泡在冰水中的烧瓶内红棕色变浅
(2)影响规律
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。
4.催化剂对化学平衡的影响
(1)催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡的移动没有影响。
(2)催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成,但使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
5.勒夏特列原理
(1)内容
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)适用范围
①勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系。此外,勒夏特列原理对所有的动态平衡[如电离平衡和水解平衡、沉淀溶解平衡等(将在第三章学习)]都适用。
②勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个因素”时平衡移动的方向。
◆易错警示
化学平衡移动与反应速率变化
(1)化学平衡发生移动,则化学反应速率一定变化。
(2)化学反应速率变化,但化学平衡不一定发生移动,如使用催化剂等。
◆名师点拨
浓度对化学平衡的影响
(1)“浓度”是指与反应有关气体或溶液中实际参与反应的离子的浓度。例如,反应FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl,加入少量KCl固体,增加c(K+)、c(Cl-),平衡不移动。
(2)改变固体或液体纯物质的物质的量,对化学平衡无影响。
◆要点图解
Q和K的相对大小与平衡移动的关系
在等温条件下,对于一个已达到化学平衡的反应,当改变反应物或生成物的浓度时,可根据Q与K的大小关系,判断化学平衡移动的方向。
◆名师点拨
压强对化学平衡的影响
压强是否能使化学平衡发生移动,要看压强改变是否使浓度发生改变,从而使v′正≠v′逆。
◆拓展延伸
非反应气体对化学平衡的影响
(1)恒温恒容条件
原平衡体系体系总压强增大―→各组分浓度不变―→化学平衡不移动。
(2)恒温