内容正文:
2.2.3 影响化学平衡的因素
学习目标
重难点
1.了解化学平衡移动的概念和影响平衡移动的因素。
2.了解温度、浓度、压强等因素的改变对化学平衡移动的影响,并能够利用这些因素的影响正确判断化学平衡移动的方向。
3.了解勒夏特列原理,培养分析、推理、归纳、总结的能力。
4.了解勒夏特列原理在生产生活和科学研究领域中的重要作用。
重点:实验探究浓度、压强、温度等条件对化学反应速率的影响。
难点:1.利用有效碰撞理论解释影响因素的本质原因。
2.压强及浓度对化学速率的影响。
知识01 化学平衡状态的移动
1.化学平衡的移动: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,平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直到达到新的平衡状态。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。
化学平衡移动的过程:
2.化学平衡移动的方向:
(1)若外界条件改变,引起v正>v逆时,正反应占优势,化学平衡向正反应方向移动;
(2)若外界条件改变,引起v正<v逆时,逆反应占优势,化学平衡向逆反应方向移动;
(3)若外界条件改变,引起v正和v逆都发生变化,如果v正和v逆仍保持相等,化学平衡就没有发生移动。
1.含义: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,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的过程。
2.实质:改变条件后
(1)v正≠v逆。
(2)各组分的百分含量发生改变。
1.化学平衡移动的原因是什么?
答:外界条件改变。
2.当外界条件发生改变时,化学平衡为什么会发生移动?
答:反应条件的改变,使正、逆反应速率改变的程度不同,平衡状态被破坏,直至新条件下的正、逆反应速率相等,形成新的平衡。
3.化学平衡的移动方向与反应速率有何关系?
答:①若v(正)>v(逆),则平衡向正反应方向移动;
②若v(正)=v(逆),则平衡不移动;
③若v(正)<v(逆),则平衡向逆反应方向移动。
4.某一可逆反应,在一定条件下达到了化学平衡,若化学反应速率改变,化学平衡是否一定会移动?若平衡发生移动,化学反应速率是否一定会发生改变?
答:对于一个可逆反应,达到化学平衡后,如果正、逆反应速率变化的倍数相等,化学平衡就不会移动,如果正、逆反应速率变化的倍数不相等,平衡一定会发生移动。但是一旦平衡发生移动,则一定会伴随着反应速率的变化,所以当平衡发生移动时,化学反应速率一定会发生变化。
5.平衡向正反应方向移动,原料转化率是否一定提高?
答:不一定。当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使平衡向正反应方向移动时,只会使其他反应物的转化率提高。
2.某一可逆反应,一定条件下达到了平衡,若化学反应速率改变,化学平衡是否一定发生移动?若平衡发生移动,化学反应速率是否一定发生改变?
答:可逆反应达到平衡后,若化学反应速率改变,平衡不一定发生移动[若速率改变后,v'(正)=v'(逆),平衡不移动,若v'(正)≠v'(逆),则平衡发生移动]。若平衡发生移动,说明v'(正)≠v'(逆),即化学反应速率一定发生改变。
知识02 影响化学平衡的因素
1.实验探究——浓度对化学平衡的影响
原理
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
浅黄色 无色 红色
步骤
现象
a试管中溶液呈红色,b试管溶液红色变浅,c试管中溶液红色变深。
解释
(1)加入少量铁粉,发生反应Fe+2Fe3+===3Fe2+,使Fe3+的浓度减小,化学平衡逆反应方向移动,Fe(SCN)3的浓度减小,溶液红色变浅。
(2)加入KSCN溶液,SCN-的浓度增大,化学平衡向正反应方向移动,Fe(SCN)3的浓度增大,溶液红色变深。
2.实验探究——压强对化学平衡的影响
原理
2NO2(g) (红棕色) N2O4(g) (无色)
操作
用50 mL注射器抽入20 mL NO2和N2O4混合气体,将细管端用橡胶塞封闭
将针筒活塞迅速推至10 mL处(压强增大)
将针筒活塞从10mL处迅速拉至 40 mL处(压强减小)
现象
气体颜色先变深,后变浅,最终比原来深
气体颜色先变浅,后变深,最终比原来浅
解释
压缩体积使压强增大时,c(NO2)瞬间变大后又减小,平衡向左移动
增大体积使压强减小时,c(NO2)瞬间减小后又增大,平衡向右移动
3.实验探究——温度对化学平衡的影响
原理
2NO2(g) (红棕色) N2O4(g) (无色) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
步骤
现象
热水中混合气体颜色变深;冰水中混合气体颜色变浅。
结论
混合气体受热颜色变深,说明NO2浓度增大,即平衡向逆反应