6.2化学平衡（第2课时）--2023-2024学年高一化学教材同步解读（沪科版2020必修第二册）

第六章 化学反应速率和化学平衡 6.2化学平衡 课时2 化学平衡图像 课标导航 1.知道化学平衡移动的原因 2.了解浓度、温度对化学平衡移动的影响 知识点拨 知识点拨01 浓度-时间曲线 该类曲线多用于判断反应物与生成物的化学计量数之比、计算化学平衡常数等。 右图为n-t曲线，在图像中注意观察以下几点： ①各物质的量在变化中增加还是减少： X、Y减少了，则为反应物，Z增加了，则为生成物。 ②相同时间内变化量的比例关系： X、Y、Z变化量之比为0.3:0.1:0.2，即化学计量数之比为3:1:2 ③在哪个时间达到化学平衡：需在该时间段，各物质的物质的量或者浓度保持不变。 利用①②写出相应化学方程式。利用③中平衡时的浓度计算该温度下化学平衡常数。 知识点拨02 速率-时间曲线 根据正逆反应速率与时间的曲线，判断平衡的时间段，及达到平衡后改变了何种条件导致平衡被破坏。以下说明以N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)+Q为例。 1、浓度 ① 规律 增加反应物浓度或减少生成物的浓度，都可以使平衡朝着正向移动；减少反应物浓度或增加生成物的浓度，都可以使平衡朝着逆向移动。 ② 理解 增加反应物浓度或减少生成物的浓度，使 V,(正)> V,(逆) 平衡正向移动；减少反应物浓度或增加生成物的浓度，使 V,(正)< V,(逆) 平衡逆向移动。 ③υ-t函数图 ④ 注意点 增加或减少固态物质(或液态纯物质)不能使平衡发生移动。 2、压强 ① 规律 增加压强，使平衡朝着气体体积减小的方向移动；减小压强，可以使平衡朝着气体体积增大的方向移动。 ② 理解 增大压强，使正逆反应速率均增大，使 V,(缩小体积)> V,(扩大体积) 平衡向缩小体积的方向移动；减少压强，使正逆反应速率均减小，使 V,(缩小体积)< V,(增大体积) 平衡向增大体积的方向移动。 ③υ-t函数图 ④ 注意点 因压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”能造成浓度改变时，平衡才有可能移动。 对反应前后气体体积不变的平衡体系，压强改变不会使平衡态发生移动。 恒温恒容下，向容器中充入惰性气体，平衡不发生移动。因压强虽增加，但各反应物和生成物的浓度都不改变。 恒温恒压下，向容器中充入惰性气体，平衡会向气体体积增大的方向移动。因容器体积要增加，各反应物和生成物的浓度都降低引起平衡移动。 3 温度 ①规律 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。 ②理解 升高温度，正逆反应速率都要提高，但吸热反应的速率提高的幅度更大，使平衡向吸热反应方向移动了。 降低温度，正逆反应速率都要减小，但吸热反应的速率降低的幅度更小，使平衡向放热反应方向移动了。 ③ υ-t 函数图 ③注意点 对任何一个平衡体系，温度改变都会使平衡发生移动。 4 催化剂 可以极大改变反应的速率，缩短(或延缓)到达平衡所需的时间，因催化剂能同等程度改变正逆反应速率，故对平衡状态不影响，既使用催化剂不能提高反应转化率，不能改变原有平衡的各组份含量。 【总结】时间－速度变化表或平衡曲线图像分析(以合成氨为例) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) （∆H< 0） t1时刻，引起平衡移动的因素是反应物的浓度增大；渐变（一种速率变化） t2时刻，引起平衡移动的因素是NH3的浓度减小；突变（正逆速率均变） t3时刻，引起平衡移动的因素是压强增大； t4时刻，引起平衡移动的因素是温度减小； t5时刻，引起平衡移动的因素是使用催化剂； ※如果是浓度—时间图像，则阴影部分面积表示N2物质的量浓度额减少量。 如果是气体体积不变的反应，t4时刻的因素也可能是压强增大。 知识点拨03转化率、摩尔质量、体积分数-时间曲线 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) （∆H< 0）为例，开始时加入一定量氮气和氢气，一段时间后达到平衡。 ①转化率： 开始时，反应物还未进行反应，转化率为0，随着反应的进行，转化率逐渐增大，达到平衡后，转化率不再变化，如图(A)。 ②摩尔质量： 开始时，摩尔质量是氮气和氢气的平均值，大于0，随着反应的进行，气体质量不变，物质的量逐渐减小，则平均摩尔质量逐渐增大，如图(B)。 ③体积分数： 开始时，氮气和氢气体积分数大于0，随着反应的进行，逐渐被消耗，体积分数逐渐减小，达到平衡后保持不变， 氨气开始时，体积分数为0，之后逐渐增大，达到平衡后保持不变。 思维探究 探究一、为验证氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已省略，气密性已检验)