第2章 第2节 第2课时 影响化学平衡的因素（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019 单选版）

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P34] 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的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，c(K＋)、c(Cl－)增加，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)恒温恒压条件 原平衡体系容器容积增大―→原体系中各组分浓度减小 ◆深度剖析 温度对平衡常数的影响规律 正向吸热的可逆反应 升高温度，K增大，平衡正向移动；降低温度，K减小，平衡逆向移动 正向放热的可逆反应 升高温度，K减小，平衡逆向移动；降低温度，K增大，平衡正向移动 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆名师点拨 勒夏特列原理的理解 (1)勒夏特列原理是经验规律，化学反应速率、不可逆过程或未达到平衡状态的可逆反应均不能利用该原理进行分析。 (2)“减弱”改变但不能“消除”改变。例如，对于2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，增大压强，容器的容积减小，c(NO2)增大，颜色变深，增大压强，平衡正向移动，气体颜色变浅，但最终气体颜色仍比原平衡的颜色深。 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [对应学生用书P37] 探究一 从速率角度认识化学平衡的影响因素 大气中的NO会破坏臭氧层，加剧温室效应。在各类温室气体中，NO的重要性仅次于二氧化碳和甲烷。研究表明，活性炭可处理大气污染物NO，反应原理为C(s)＋2NO(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)。 [问题设计] (1)恒温恒容时，在密闭容器中进行反应C(s)＋2NO(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)，充入少量NO(g)，v正、v逆如何变化？化学平衡将怎样移动？ 提示：v正瞬间增大，v逆瞬间不变，随后v正逐渐减小，v逆逐渐增大，最终v正＝v逆。平衡向正反应方向移动。 (2)恒温条件下，增大压强，v正、v逆如何变化？化学平衡将怎样移动？ 提示：v正、v逆瞬间增大，但增大程度相同，一直保持v正＝v逆。平衡不发生移动。 1．从速率角度认识浓度对化学平衡的影响 化学平衡 aA(g)＋bB(g) ⥫⥬cC(g)＋dD(g) 体系浓度改变 增大反应物浓度 减小生成物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 速率的变化 v正瞬间增大，v逆瞬间不变，v′正＞v′逆 v逆瞬间减小，v正瞬间不变，v′正＞v′逆 v逆瞬间增大，v正瞬间不变，v′逆＞v′正 v正瞬间减小，v逆瞬间不变，v′逆＞v′正 平衡移动方向 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 v­t图像 2.从速率角度认识温度对化学平衡的影响 化学平衡 aA(g)＋bB(g) ⥫⥬cC(g)＋dD(g) ΔH＞0 ΔH＜0 体系温度改变 升高温度 降低温度 升高温度 降低温度 速率的变化 v正、v逆同时增大，v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，v′逆＞v′正 v正、v逆同时增大，v′逆＞v′正 v正、v逆同时减小，v′正＞v′逆 平衡移动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 v­t图像 3.从速率角度认识压强对化学平衡的影响 化学平衡 aA(g)＋bB(g) ⥫⥬cC(g)＋dD(g) a＋b＞c＋d a＋b＜c＋d a＋b＝c＋d 压强改变 增大压强 减小压强 增大压强 减小压强 改变压强 速率变化 v正、v逆同时增大，v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，v′逆＞v′正 v正、v逆同时增大，v′逆＞v′正 v正、v逆同时减小，v′正＞v′逆 v正、v逆同等程度变化，v′正＝v′逆 平衡移动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 平衡不移动 v­t图像 【例1】 已知： 图1表示的是可逆反应CO(g)＋H2(g)⥫⥬C(s)＋ H2O(g)(ΔH>0)的化学反应速率(v)与时间(t)的关系；图2表示的是可逆反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)(ΔH<0)的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法正确的是(　　) A．图1中t2时改变的条件可能是升高体系的温度或增大气体的压强 B．图1中t2时改变的条件是增大了反应物的浓度 C．图2中t1时改变的条件可能是减小体系的压强 D．若图2中t1时改变的条件增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小 A　解析：图1中t2时刻v正、v逆均增大，且v正增大程度更大，平衡正向移动，可能是升高体系的温度或增大气体的压强引起，A正确；图1中t2时刻，若增大反应物的浓度，则v正瞬间增大，但v逆瞬间不变，B错误；图2中t1时刻，c(NO2)、c(N2O4)瞬间增大，随后c(NO2)逐渐减小，c(N2O4)逐渐增大，直至达到平衡状态，可能是增大压强引起，C错误；若图2中t1时改变的条件是增大压强，平衡正向移动，气体的总物质的量减小，由于气体总质量不变，则气体的平均相对分子质量增大，D错误。 解答本题的思路如下： (1)图1中t2时刻改变条件，v正、v逆均增大可能改变温度或压强，结合反应特点及v正、v逆的相对大小改变的反应条件。 (2)图2中t2时刻改变条件，c(NO2)、c(N2O4)均增大增大体系压强。 1．某温度下，在恒容密闭容器中SO2、O2、SO3建立化学平衡：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH<0，改变下列条件对正、逆反应速率的影响不正确的是(　　) A．压缩容器体积　　　　B．通入O2 C．使用(正)催化剂　　　D．升高温度 A　解析：压缩容器体积，各物质的浓度均增大，正、逆反应速率均增大，且正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度，A错误；通入O2，增大反应物浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变，平衡正向移动，B正确；使用(正)催化剂，能同等程度增大正、逆反应速率，C正确；升高温度，正、逆反应速率均增大，且逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度，平衡逆向移动，D正确。 探究二 化学平衡的移动及分析 在人体利用氧气的过程中，血红蛋白与氧气的结合过程涉及化学平衡的移动。人体中的血红蛋白分子(Hb)与氧气分子结合，形成氧合血红蛋白分子——Hb(O2)，即Hb＋O2⥫⥬Hb(O2)。 煤气中的一氧化碳分子也能与血红蛋白分子结合，即Hb＋CO⥫⥬Hb(CO)。一氧化碳分子与血红蛋白分子结合的能力比氧气分子强，大约是氧气分子与血红蛋白分子结合能力的200倍。 [问题设计] (1)当空气中一氧化碳的浓度增大时，会造成人体缺氧，严重时导致死亡。试解释原因。 提示：一氧化碳分子与血红蛋白分子结合的能力比氧气分子强，则其浓度增大时，一氧化碳分子结合Hb的化学平衡右移，使氧合血红蛋白分子Hb(O2)分解，失去携氧能力，造成人体缺氧。 (2)如果发现有人一氧化碳中毒，应马上切断一氧化碳源并将中毒者移至空气流通处，必要时应将其放入高压氧舱中施救。试解释原因。 提示：增大氧气的浓度，降低CO的浓度，一氧化碳分子结合Hb的反应的化学平衡左移，Hb(CO)分解，而氧气分子结合Hb的化学平衡右移。这样，煤气中毒者就能获得充足的氧气，使中毒情况得到缓解。 解答化学平衡的移动及分析类题的思维流程 分析化学平衡移动及结果时，要先分析反应特点，再依据勒夏特列原理判断平衡移动的方向及结果，解题思维流程如下： 【例2】 (2024·河北石家庄期中联考)实验室配制碘水时，通常将I2溶于KI溶液：I2(aq)＋I－(aq)⥫⥬I(aq)。关于该溶液，下列说法正确的是(　　) A．加入苯，平衡逆向移动 B．滴入淀粉溶液，溶液不变蓝 C．加水稀释，平衡正向移动 D．加少量AgNO3固体，平衡正向移动 A　解析：I2易溶于苯，反应物浓度减小，平衡逆向移动，A正确；I2(aq)＋I－(aq)⥫⥬I(aq)为可逆反应，溶液中含有I2，滴入淀粉溶液后会变蓝，B错误；加水稀释，反应物和生成物浓度均减小，根据勒夏特列原理，平衡向粒子数目增大的方向移动，即平衡逆向移动，C错误；加少量AgNO3固体，银离子与碘离子结合生成碘化银沉淀，碘离子的浓度减小，平衡逆向移动，D错误。 2．无水氯化铝是一种重要的催化剂，工业上由Al2O3制备无水氯化铝的反应为2Al2O3(s)＋6Cl2(g)⥫⥬4AlCl3(g)＋3O2(g)　ΔH>0。下列分析正确的是(　　) A．增大Al2O3用量，化学平衡不移动 B．降低温度，v正、v逆均减小，平衡正向移动 C．增大压强(即压缩气体)，化学平衡向正反应方向移动 D．其他条件不变时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 A　解析：氧化铝是固体，增大Al2O3用量，化学平衡不移动，A正确；降低温度，v正、v逆均减小，但平衡逆向移动，B错误；该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大压强(即压缩气体)，化学平衡向逆反应方向移动，C错误；其他条件不变时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大，D错误。 [对应学生用书P40] 1．下列事实能用勒夏特列(平衡移动)原理解释的是(　　) A．密闭容器中发生反应H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)，平衡后增大压强气体颜色变深 B．反应Fe3＋＋3SCN－⥫⥬Fe(SCN)3，平衡后加入铁粉溶液颜色变浅 C．合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol，工业上采用高温条件更有利于合成氨 D．硫酸工业中的重要反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，工业上常加入V2O5作催化剂 B　解析：密闭容器中发生反应H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)，增大压强平衡不移动，平衡后增大压强气体颜色变深是因为c(I2)增大，不能用勒夏特列原理解释，A错误；反应Fe3＋＋3SCN－⥫⥬Fe(SCN)3平衡后加入铁粉，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe3＋浓度降低，Fe3＋＋3SCN－⥫⥬Fe(SCN)3平衡逆向移动，颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，B正确；合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol，升高温度，平衡逆向移动，不能用勒夏特列原理解释工业上采用高温条件合成氨，C错误；硫酸工业中的重要反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，加入催化剂平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释工业上常加入V2O5作催化剂，D错误。 2．在一定温度下发生反应：2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)　ΔH<0，达平衡后，改变下列条件可使混合气体颜色加深的是(　　) A．使用催化剂 B．缩小容器的容积 C．降低温度 D．恒压时充入氮气 B　解析：使用催化剂，平衡不移动，气体颜色不变，A错误；根据勒夏特列原理，平衡右移，但无法达到原平衡状态，故气体颜色加深，B正确；正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，C错误；恒压条件下，充入氮气，容器的容积增大，根据勒夏特列原理，平衡左移，但无法达到原平衡状态，故气体颜色变浅，D错误。 3．在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)(正反应放热)，如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像，推断在t1时刻突然改变的条件可能是(　　) A．催化剂失效 B．减小生成物的浓度 C．降低体系温度 D．增大容器的体积 C　解析：从图像可以看出，改变条件后，正、逆反应速率与原平衡速率出现断点且低于原平衡反应速率，说明改变的条件可能是降低温度或减压；从改变条件后的v′(正)与v′(逆)的大小关系，可得出化学平衡正向移动，降低温度，该平衡正向移动，有v′(正)>v′(逆)，而增大容器的体积(减压)时有v′(正)<v′(逆)，故选C。 4．化学中常借助曲线图来表示某种变化过程，有关下列四个曲线图的说法不正确的是(　　) A．对于反应：aX(s)＋2Y(g)⥫⥬xZ(g)，根据图①可以求出x＝2 B．升高温度，图④表示的反应中反应物的转化率增大 C．图③表示压强对可逆反应2a(g)＋2b(g)⥫⥬3c(g)＋d(g)的影响，乙的压强大 D．图②可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化 D　解析：由图①可知v(Y)∶v(Z)＝1∶1，对于确定的化学反应以不同物质表示反应速率之比等于其化学计量数之比，则有x＝2，A正确；升高温度，正反应速率大于逆反应速率，则平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，B正确；该反应是反应前后气体体积不变的反应，压强对反应前后气体体积不变的反应的平衡状态无影响，增大压强，平衡不移动，但反应速率增大，达到平衡需要的时间缩短，曲线乙表示先达到平衡，所示乙的压强大，C正确；升高温度，正、逆反应速率均增大，降低温度，正、逆反应速率均减小，不会出现图②的结果，D错误。 5．在密闭容器中进行反应：CO2(g)＋C(s)⥫⥬2CO(g)　ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，指定物质的浓度及平衡如何变化。 (1)增加C(s)的质量，平衡 (填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”，下同)移动，c(CO)将 (填“增大”“不变”或“减小”，下同)。 (2)保持温度不变，缩小反应容器的容积，则平衡 移动，c(CO) 。 (3)保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡 移动，c(CO) 。 (4)保持反应压强和温度不变，通入N2，则平衡 移动，c(CO) 。 (5)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡 移动，c(CO) 。 答案：(1)不　不变　 (2)向逆反应方向　增大　(3)不　不变 (4)向正反应方向　减小　(5)向正反应方向　增大 学科网（北京）股份有限公司 $$