内容正文:
第二章化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第3课时 影响化学平衡的因素
教学目标
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.能利用化学平衡常数和浓度熵的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
3.能运用浓度压强温度对化学理化的影响规律,推测平衡移动的方向及浓度转化率等相关物理量的变化。
第3课时 影响化学平衡的因素
第二节 化学平衡
某温度下,在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡,各物质的相关数据如下。
资料
α= ×100% =40%
6 mol
15 mol
平衡时H2的转化率
平衡时原料的转化率不高,如何提高呢?
各物质的起始量/mol 化学平衡时各物质的量/mol
N2 H2 NH3 N2 H2 NH3
5 15 0 3 9 4
3
任务一 探讨影响化学平衡的因素
化学平衡1
Q = K
不平衡
Q ≠ K
化学平衡2
如何改变化学平衡状态呢?
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。
改变反
应条件
一段时间
改变哪些反应条件可使Q ≠ K,从而改变化学平衡状态?
浓度商只与浓度有关,平衡常数只与温度有关。
改变浓度,使Q 发生改变
改变温度,使K 发生改变
想一想
5
利用浓度商与平衡常数比较判断化学平衡移动的方向
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
Q = K
任意时刻的浓度商
Q =
cp(C)•cq(D)
cm(A)•cn(B)
平衡状态
Q < K
Q > K
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
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若其他条件不变,仅增加反应物的浓度,化学平衡如何移动?
理论分析
任务二 研究浓度对化学平衡的影响
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
任意时刻的浓度商
Q =
cp(C)•cq(D)
cm(A)•cn(B)
反应物浓度增大,Q 减小,使得Q < K,反应不再平衡,向正反应方向移动。
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若其他条件不变,仅减少反应物的浓度,化学平衡如何移动?
理论分析
任务二 研究浓度对化学平衡的影响
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
任意时刻的浓度商
Q =
cp(C)•cq(D)
cm(A)•cn(B)
反应物浓度减小,Q 增大,使得Q > K,反应不再平衡,向逆反应方向移动。
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影响化学平衡移动的因素
t
ν
增大反应物浓度
v(正)突然增大后减小
v(逆)不变后增大
减小反应物浓度
v(正)突然减小后增大
v(逆)不变后减小
m A + n B p C + q D
v(正)
v(正)’
v(逆)’
v(逆)
v(正)‘
v(逆)‘
v(正)’>v(逆)’ 平衡正向移动
v(正)’<v(逆)’ 平衡逆向移动
v(正)
v(逆)
浓度
可逆反应 包含变量
便于操作 现象明显
如何选择研究体系?
变量控制
多变量问题如何进行研究?
实验验证
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如何增加反应物的浓度?
如何减小反应物的浓度?
滴加饱和FeCl3溶液或
高浓度的KSCN溶液
加入铁粉降低Fe3+浓度
研究体系:
实验方案:
验证浓度对化学平衡的影响
变量控制:温度等其他因素不变,只改变一种物质的浓度。
保持溶液总体积(基本)不变,使其他粒子浓度不变
黄色
红色
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
无色
加入少量铁粉
滴入4滴 1 mol·L-1 KSCN 溶液
实验操作
将 5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN 溶液和 5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3 溶液混合
平衡后均分在a、b、c三支试管中
对照组
溶液总体积基本不变
黄色
红色
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
无色
c
b
a
实验结论:
黄色
红色
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
无色
试管编号 b c
操作 少量铁粉 4滴 1 mol·L-1 KSCN
现象 溶液红色明显变浅 溶液红色明显加深
结论
其他条件不变时,减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
其他条件不变时,增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动
其他条件不变时:
减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;
增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
大量实验也可以证明:
压强的改变,可能影响反应体系中多种物质的浓度。如果增大压强(缩小容积)以下反应各物质的浓度会如何变化?浓度商会如何变化?
任务三 研究压强对化学平衡的影响
想一想
理论分析
2NO2(g)