2.2.2 影响化学平衡的因素(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

第2课时　影响化学平衡的因素 目标导航 [知识导图] [课程标准] 1.从变化的角度认识化学平衡的移动，即反应达到平衡后，条件改变使平衡发生移动而建立新的平衡。 2.通过实验论证说明浓度、压强、温度的改变对化学平衡的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型。 （见学生用书P42） 1　浓度对化学平衡的影响 1.实验探究 FeCl3溶液与KSCN溶液的反应体系 实验 原理 　Fe3＋　＋　3SCN－Fe（SCN）3 　􀀁浅黄　色　 　􀀂无　色　　　􀀃红　色 实验 操作 实验 现象 a试管 b试管 c试管 保持　􀀄红　色，起　􀀅对照　作用 溶液颜色　􀀆变浅　 溶液颜色　􀀇加深　 解释及 结论 b试管加入Fe粉后，发生反应　􀀈Fe＋2Fe3＋3Fe2＋　，c（Fe3＋）　􀀉减小　，Fe（SCN）3的浓度　⑩减小　，溶液颜色　⑪变浅　，即化学平衡向　⑫逆反应　方向移动； c试管加入KSCN溶液后，c（SCN－）　⑬增大　，Fe（SCN）3的浓度　⑭增大　，溶液颜色　⑮加深　，即化学平衡向　⑯正反应　方向移动 2.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，平衡状态被　⑰破坏　，平衡体系的物质组成也会随着　⑱改变　，直至达到　⑲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作化学平衡的移动。 （2）过程分析 v正＞v逆v正＝v逆v正≠v逆v'正＝v'逆 3.浓度对化学平衡的影响规律（其他条件不变） （1）可逆反应达到平衡时，增大反应物浓度（或减小生成物浓度），平衡向　⑳正反应　方向移动；若减小反应物浓度（或增大生成物浓度），平衡向　㉑逆反应　方向移动。 （2）在等温条件下，对于一个已达化学平衡的反应，当改变反应物或生成物的浓度时，根据　㉒浓度商与平衡常数　的大小关系，可以判断化学平衡移动的方向。 ①Q＝K：可逆反应处于　㉓平衡状态　。 ②Q＜K：平衡向　㉔正反应　方向移动，直至达到新的平衡状态。 ③Q＞K：平衡向　㉕逆反应　方向移动，直至达到新的平衡状态。 2　压强对化学平衡的影响 1.实验探究 实验原理 2NO2　　N2O4 　㉖红棕　色 　　　㉗无　色 实验装置 50 mL注射器，吸入20 mL NO2和N2O4的混合气体（注射器活塞位于Ⅰ处），细管端用橡胶塞封闭 实验操作 及现象 活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处 活塞由Ⅱ处推到Ⅰ处 体系压强减小 体系压强增大 气体颜色先　㉘变浅　，又逐渐　㉙变深　 气体颜色先　㉚变深　，又逐渐　㉛变浅　 解释及 结论 把注射器的活塞往外拉，管内体积增大，气体的压强　㉜减小　，浓度　㉝减小　，混合气体的颜色先　㉞变浅　又逐渐　㉟变深　，说明平衡向生成　㊱NO2　的方向移动； 把注射器的活塞往里推，管内体积减小，气体的压强　㊲增大　，浓度　㊳增大　，混合气体的颜色先　㊴变深　又逐渐　㊵变浅　，说明平衡向生成　㊶N2O4　的方向移动 2.压强对化学平衡的影响规律（其他条件不变） （1）有气体参加的可逆反应 ①增大压强（减小容器的容积），会使化学平衡向　㊷气体体积缩小　的方向移动。 ②减小压强（增大容器的容积），会使化学平衡向　㊸气体体积增大　的方向移动。 ③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　㊹不能　使化学平衡发生移动。 （2）无气体参加的可逆反应：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　㊺不发生　移动。 3　温度对化学平衡的影响 1.实验探究 实验原理 2NO2（g）N2O4（g）　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 实验操作 把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶，然后用弹簧夹夹住乳胶管；把一只烧瓶浸泡在热水中，另一只浸泡在冰水中。观察混合气体的颜色变化 实验步骤 浸泡在热水中 浸泡在冰水中 实验现象 气体红棕色　㊻加深　 气体红棕色　㊼变浅　 实验结论 升高温度，NO2的浓度　㊽增大　；降低温度，NO2的浓度　㊾减小　 2.温度对化学平衡的影响规律（其他条件不变） 升高温度，会使化学平衡向　㊿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　勒夏特列原理 1.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。这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理。 （2）适用范围：适用于任何动态平衡体系（在第三章将学到的电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等），非平衡状态不能用此来分析。 （3）应用：在化学工业和环境保护等领域有十分重要的应用。根据化学平衡移动原理，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应。 2.催化剂与化学平衡 催化剂能够　同等程度　地改变正反应速率和逆反应速率，因此，它对化学平衡的移动　没有　影响。催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的　组成　，但是，使用催化剂能改变反应达到平衡所需的　时间　。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）升高温度，化学平衡一定发生移动。（　√　） （2）平衡向正反应方向移动过程中，v正 不断地增大。（　×　） （3）不论是恒温恒容还是恒温恒压容器，加入稀有气体，平衡皆发生移动。（　×　） （4）向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe（SCN）3＋3KCl中加入少量KCl，平衡向左移动。（　×　） （5）压缩容器后，容器中的气体反应存在的化学平衡一定发生移动。（　×　） 　 名师提醒 （1）对可逆反应来说，升高温度，正反应速率和逆反应速率增大幅度不一致，导致化学平衡将向吸热方向移动。 （2）化学平衡正向移动时，正反应速率逐渐减小。 （3）压强对化学平衡产生影响的前提是反应体系中必须有气体，且反应前后气体的化学计量系数不等。 （见学生用书P44） 1　外界条件对化学平衡的影响 1.在恒温恒容的密闭容器中发生反应3CO（g）＋Fe2O3（s）2Fe（s）＋3CO2（g），达到平衡时，充入“稀有气体”，原平衡发生移动吗？ 充入“稀有气体”尽管压强增大，但各物质浓度不变，反应速率不变，平衡不发生移动。 2.化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变吗？化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动吗？ 化学平衡发生移动，速率一定改变；速率改变，化学平衡不一定发生移动，例如加入催化剂，化学反应速率改变，但平衡不移动。 1.浓度对化学平衡影响的v－t图像分析 平衡向正反应方向移动 平衡向逆反应方向移动 2.温度对化学平衡影响的v－t图像分析 aA＋bBcC＋dD　ΔH＜0 aA＋bBcC＋dD　ΔH＞0 3.压强对化学反应速率、化学平衡的影响 （1）压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系 （2）压强对化学平衡影响的v－t图像分析[以mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）为例] （1）若m＋n＞p＋q （2）若m＋n＜p＋q （3）若m＋n＝p＋q 4.“惰性气体”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体系中各反应物质的浓度不变平衡不移动。 （2）恒温、恒压条件 原平衡体系容器容积增大，体系的分压减小各组分的浓度同等倍数减小 【例题1】一定条件下，A（g）＋B（g）C（g）　ΔH＜0，达到平衡后根据下列图像判断： （1）升高温度，达到新平衡的是　　　　（填“A”“B”“C”“D”“E”，下同），新平衡中C的体积分数　　　　（填“增大”“减小”“不变”，下同）。 （2）减小压强，达到新平衡的是　　　　，A的转化率　　　　。 （3）减小C的量，达到新平衡的是　　　　。 （4）增加A的量，达到新平衡的是　　　　，此时B的转化率　　　　，A的转化率　　　　。 （5）使用催化剂，达到新平衡的是　　　　，C的质量分数　　　　。 思维导引：注意化学反应速率与原平衡时的关系，是原量渐变，还是存在“断点”→根据变化后的反应速率相对大小关系，确定平衡移动方向→结合反应方程式的特点（反应前气体分子数，吸、放热等），确定相关量的变化。 解析　A图v'（正）突增，v'（逆）从原平衡渐增，故为增大反应物浓度；B图v'（逆）、v'（正）均突增且v'（逆）＞v'（正），故为升温[若加压v'（正）＞v'（逆）]；C图v'（逆）、v'（正）均突减，故为改变温度或压强，由v'（逆）＞v'（正）知为减压；D图v'（逆）＝v'（正），故为使用催化剂；E图v'（逆）突减，v'（正）从原平衡逐渐减小，故为减小生成物浓度。 答案：（1）B　减小　（2）C　减小　（3）E （4）A　增大　减小　（5）D　不变 【变式1】一定温度下，将1 mol A和1 mol B气体充入2 L恒容密闭容器，发生反应A（g）＋B（g）2C（g）＋D（s），t1时达到平衡，在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示，下列说法错误的是（　　） A.若t1＝2 min，则vB＝0.125 mol·（L·min）－1 B.若t3时刻升高了温度，则该反应的ΔH＞0 C.若t1时刻后向体系中再充入A、B、C各1 mol，则v正＞v逆 D.保持温度不变，起始时向该容器中充入1 mol A和1 mol B，加入2 mol D，则平衡时A的转化率小于50％ 答案　D　 解析　由图可知，t1＝2 min时，C的浓度为0.50 mol/L，由方程式可知，B的反应速率为＝0.125 mol/（L·min）－1，A项正确；由图可知，t3时刻升高温度时，C的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，反应ΔH＞0，B项正确；由图可知，t1时刻平衡时C的浓度为0.5 mol/L，由方程式可知，平衡时A、B的浓度都为0.25 mol/L，反应的平衡常数K＝＝4，若t1时刻后向体系中再充入A、B、C各1 mol，Q＝＜4，则平衡向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，C项正确；由方程式可知，D是浓度为定值的固体，增加D的量，化学反应速率不变，化学平衡不移动，A的转化率不变，D项错误。 2　勒夏特列原理及其应用 3.在密闭容器中，反应CO2（g）＋C（s）2CO（g）达到平衡后，若改变下列条件，化学平衡是否移动？CO的浓度会发生怎样的变化？ （1）增加C（s）　　　　。 （2）保持温度不变，增大反应容器的容积　　　　。 （3）保持反应容器的容积和温度不变，通入He　　　　。 （4）保持压强和温度不变，通入He　　　　。 （5）保持反应容器的容积不变，升高温度　　　　。 （1）不移动　不变　（2）正向移动　减小 （3）不移动　不变　（4）正向移动　减小 （5）正向移动　增大 1.应用勒夏特列原理需要注意的问题 （1）确定条件的改变是否影响化学平衡 ①改变化学平衡体系中固体或纯液体的物质的量，并未改变影响化学平衡的条件。 ②即使是有气体存在的化学平衡体系，在恒容、恒温条件下充入稀有气体，也未改变影响化学平衡的条件。 （2）可逆反应是否存在能减弱某项条件改变的反应方向，如aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g），当a＋b＝c＋d时，它没有气体体积增大或减小的反应方向，所以，即使改变压强，化学平衡也不移动。而若对体系N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）加压，如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡则会向气体体积减小的方向移动，移动的结果是使体系的压强减小，达到新的平衡时30 MPa＜p＜60 MPa。 2.化学平衡移动的思维模型 （1）关注反应的特点 ①容器特点：恒温恒容，恒温恒压。 ②反应特点：物质状态，ΔVg是否为0，ΔH的正负。 （2）分析条件的变化：浓度、温度、压强等。 （3）判断移动的方向：联想平衡移动原理。 （4）综合分析、判断，得出结论。 【例题2】反应mA（g）＋nB（g）pC（g）达到平衡后，当升高温度时，B的转化率增大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则： （1）该反应的逆反应为　　　　（填“吸热”或“放热”）反应；m＋n　　　　（填“＞”“＝”或“＜”）p。 （2）减压使容器体积增大时，A的质量分数　　　　（填“增大”“减小”或“不变”，下同）。 （3）若容器体积不变加入B，则A的转化率　　　　，B的转化率　　　　。 （4）若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将　　　　。 （5）若加入催化剂，平衡时气体混合物总物质的量　　　　。 思维导引：分析反应的特点（焓变、化学计量系数关系）→根据外界条件的变化，再结合反应特点，利用平衡移动原理推断平衡移动的方向及平衡量的变化。 解析　（1）反应mA（g）＋nB（g）pC（g）达到平衡后，当升高温度时，B的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，逆反应为放热反应；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则m＋n＞p。（2）减压使容器体积增大，平衡逆向移动，A的质量分数增大。（3）若容器体积不变加入B，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，B的转化率减小。（4）若升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡时c（C）增大，c（B）减小，则减小。（5）若加入催化剂，平衡不移动，平衡时气体混合物的总物质的量不变。 答案：（1）放热　＞　（2）增大　（3）增大　减小　（4）减小　（5）不变 【变式2】在水溶液中橙色的Cr2与黄色的Cr有如下平衡关系：Cr2＋H2O2Cr＋2H＋。其中重铬酸钾（K2Cr2O7）溶于水配成的稀溶液是橙色的。 （1）向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈　　　　色。 （2）向已加入NaOH溶液的（1）溶液中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈　　　　色。 （3）向原溶液中逐渐加入足量Ba（NO3）2溶液（已知BaCrO4为黄色沉淀），则平衡　　　　（填“向左移动”或“向右移动”），溶液颜色将　　　　。 解析　（1）加碱中和溶液中的H＋，平衡右移，溶液中的c（Cr）增大。（2）加酸使平衡左移，溶液中的c（Cr2）增大。（3）加Ba（NO3）2，发生反应Ba2＋＋CrBaCrO4↓（黄色），平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。 答案：（1）黄　（2）橙　（3）向右移动　由橙色逐渐变浅，直至无色 学科网（北京）股份有限公司 $$