第2节 第2课时 影响化学平衡的因素（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第二节 化学平衡 课时2 影响化学平衡的因素 人教版2019选择性必修一 第二章 化学反应速率与化学平衡 素养目标 宏观辨识与微观探析： 从从变化的角度认识化学平衡的移动，通过实验论证说明浓度、压强、温度的改变对化学平衡移动的影响。 证据推理与模型认知： 从Q与K的关系及浓度、压强、温度对可逆反应速率的影响，分析理解化学平衡的移动。 科学探究与创新意识： 理解勒夏特列原理，能依据原理分析平衡移动的方向，体会理论对实践的指导作用。 教学目标 本节重点 外界条件对化学平衡移动的影响。 本节难点 理解勒夏特列原理。 1.了解化学平衡移动的概念。 2.了解外界条件对化学平衡移动的影响。 3.理解勒夏特列原理。 4.能运用化学反应的速率图像，分析平衡移动的方向。 新课导入 请你回忆！ 化学平衡状态的建立 meiyangyang8602 各物质的浓度 不再变化 不再相等 不再相等 原平衡状态破坏 平衡发生移动 观看 化学平衡移动 壹 影响化学平衡移动的因素 贰 知识导航 叁 勒夏特列原理 meiyangyang8602 课堂思考 请你思考！ 从CO中毒抢救方案中，你对化学平衡状态有什么新的认识？ meiyangyang8602 抢救CO中毒的患者，应首先要让患者迅速脱离中毒环境，转移到通风、空气流通的地方，积极纠正缺氧，可以及时用鼻导管或者面罩给予高浓度氧气。同时尽快拨打120，转移至有高压氧舱治疗的医院，高压氧舱治疗是一氧化碳中毒的首选方法，应该及时尽快给予高压氧舱治疗，改善机体组织的缺氧。 人体血液中的血红蛋白(Hb)可与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。 若肺中吸入CO会发生反应 CO＋HbO2 O2＋HbCO， HbCO浓度达到HbO2浓度的0.02倍时，会使人智力受损。 改变外界条件，平衡状态会发生移动。 观看 01 化学平衡移动 课堂探究 理解分析 一、化学平衡移动 1.化学平衡移动 一定条件下的化学平衡 条件改变 反应速率改变且变化量不同 平衡被破坏 非平衡状态 一段时间后 新条件下的 新化学平衡 v正＝ v逆 反应混合物中各组分的浓度恒定 v正≠ v逆 反应混合物中各组分的浓度发生变化 v'正＝ v'逆 反应混合物中各组分的浓度恒定 破坏旧平衡 建立新平衡 化学平衡的移动 任何可逆反应的终极目标是使 Q=K，即达到平衡 课堂探究 一、化学平衡移动 反应历程 2.化学平衡移动的图像分析 由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程 v t V’正=V’逆 V正=V逆 t1 V’正 V’逆 t2 V正 V逆 t3 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅱ 改变反应条件 化学平衡1 Q ＝ K 不平衡 Q ≠ K 一段时间 化学平衡2 一、化学平衡移动 课堂探究 理解概念 3.化学平衡移动的定义：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，化学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。 研究对象： 已建立平衡状态的体系 平衡移动的本质原因： v正≠ v逆 各组分的百分含量发生改变。 10 课堂探究 一、化学平衡移动 判断方法 4.化学平衡移动方向的判断方法 v正＞ v逆： 平衡向正反应方向移动 v正＜ v逆： 平衡向逆反应方向移动 v正＝ v逆： 平衡未被破坏，平衡不移动 (1)速率判断： 条件改变 Q＜K，反应向正方向进行 Q = K，反应达到平衡状态 Q ＞K，反应向逆方向进行 (2)浓度商判断： 对于一般的可逆反应： mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) 平衡状态 Q＝K Q＜K Q＞K 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 典例精讲 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 c(N2) 1 0.9 0.8 0.75 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 c(H2) 3 2.7 2.4 2.25 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 c(NH3) 0 0.2 0.4 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 此条件下4min达到了化学平衡，此时增加N2的浓度到0.8mol·L-1，化学平衡如何移动？此时增加NH3的浓度到0.8mol·L-1，化学平衡如何移动？此时减小N2的浓度到0.6mol·L-1，化学平衡如何移动？此时减小NH3的浓度到0.4mol·L-1，化学平衡如何移动？ 利用Q与K比较判断化学平衡移动的方向 【例1】 12 课堂思考 请你说说！ 若其他条件不变，改变反应物或生成物的浓度，化学平衡移动的结果 N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) 若其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物的浓度，Q 减小，使得Q ＜ K，反应不再平衡，向正反应方向移动。 若其他条件不变时，减小反应物浓度或增大生成物的浓度，Q 变大，使得Q ＞ K，反应不再平衡，向逆反应方向移动。 浓度是影响化学平衡的因素 影响化学平衡的因素还有哪些？ 实验证明 13 02 影响化学平衡移动的因素 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 1.浓度对化学平衡的影响 [实验2-1]： 向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL0.015 mol/L KSCN溶液，溶液呈红色。将上述溶液平均分装在a、b、c三支试管中，向试管b中加入少量铁粉，向试管c中滴加4滴1 mol/L KSCN溶液，观察试管b、c中溶液颜色变化，并均与试管a对比。 课堂探究 探究学习 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 ①浓度对化学平衡的影响的实验探究 研究体系： 红色 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 无色 黄色 课堂探究 探究学习 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 ①浓度对化学平衡的影响的实验探究 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 红色 红色变浅 红色加深 减小Fe3+浓度 增大SCN- 浓度 Q＜K Q＞K 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 理论解释 ②浓度对化学平衡的影响——理论分析 探究学习 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 K = 在等温条件下，平衡常数定值K Q<K 平衡向正反应方向移动 Q>K 平衡向逆反应方向移动 Q>K 平衡向逆反应方向移动 Q<K 平衡向正反应方向移动 增大反应物浓度： 增大生成物浓度： 减小反应物浓度： 减小生成物浓度： 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 (1)化学平衡状态发生了变化，通过溶液颜色发生变化可以判断出化学平衡状态发生了变化。 (2)在其他条件不变的情况下，反应物浓度减小或者生成物浓度增加，化学平衡向逆反应方逆向移动；反应物浓度增加或者生成物浓度减小，化学平衡向正反应方向移动。 (3)Q＜K，化学平衡向正反应方向移动；Q＞K，化学平衡向逆反应方向移动。 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 探究学习 ③浓度对化学平衡的影响——速率-时间关系图 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 V ,逆 V ’正 t3 平衡状态Ⅰ v’正 = v’逆 平衡状态Ⅱ t2 v正= v逆 v正 v逆 t1 t（s） v（mol.L-1.S-1） 0 增大生成物浓度 原因分析 增加生成物的浓度, v ’逆> v ’ 正，平衡向逆反应方向移动 ● 课堂探究 探究学习 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 ③浓度对化学平衡的影响——速率-时间关系图 若v正＞v逆：平衡向 方向移动。 条件改变 若v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动。 若v正＜v逆：平衡向 方向移动。 正反应 逆反应 典例精讲 【例2】可逆反应 H2O(g)+C(s) CO(g) + H2(g)，在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？向哪个方向移动？CO的浓度、CO的百分含量都有何变化？ 平衡右移 增大 平衡左移 减小 平衡不移动 不变 增大 减小 不变 CO的浓度 CO﹪ 平衡移动情况 ①增大水蒸气浓度 ②增加H2浓度 ③加入更多的碳 22 请你思考！ 探讨压强对化学平衡的影响？ meiyangyang8602 课堂思考 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？ 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 请你预测结果 观看 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 2.压强对化学平衡的影响 ① Q与K的大小定量分析 实验 （同温度下） 压强 各物质浓度 （mol·L-1） 浓度商 (Q ) NO2 N2O4 原化学平衡容器容积为V p1 a b 扩大容积至 V /2时 通过计算Q2 ＝K/2 ， 即Q2 < K ,向正反应方移动 2P1 b a2 ＝ K Q1＝ 2NO2(g) N2O4(g) 同温度： 2a 2b 2b (2a)2 b 2a2 Q2＝ ＝ 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 2.压强对化学平衡的影响 ① Q与K的大小定量分析 实验 （同温度下） 压强 各物质浓度 （mol·L-1） 浓度商 (Q ) NO2 N2O4 原化学平衡容器容积为V p1 a b 扩大容积至2V 时 通过计算Q2 ＝2 K ， 即Q2 ＞ K 向逆反应方移动 b a2 ＝ K Q1＝ 2NO2(g) N2O4(g) 同温度： P1 1 2 a 1 2 b 1 2 b ( a)2 ＝ 2b a2 Q2＝ 1 2 1 2 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 探究学习 ②压强对化学平衡的影响的实验探究 实验： 如图所示，用50 mL注射器吸入约20 mL NO2与N2O4的混合气体（使注射器的活塞处于Ⅰ处），将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处，观察管内混合气体颜色的变化。当反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时，观察管内混合气体颜色的变化。 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 探究学习 ②压强对化学平衡的影响的实验探究 实验 体系压强增大 体系压强减小 现象 解释 颜色先变深，后又变浅 颜色先变浅，后又变深 变深: C(NO2)瞬间增大 又变浅: 压强增大，平衡右移，C(NO2)又减小 变浅: C(NO2)瞬间减小 又变深:压强减小，平衡左移，C(NO2)又增大 原平衡气 ① 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 探究学习 ③压强对化学平衡的影响的实验现象与分析 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 容积减小 颜色又变浅 向正反应 方向移动 物质浓度瞬间增大 加压 NO2浓度比②中的减小,但比①中的增大 原平衡气 ① 颜色变深 ② 容积增大 颜色又变深 向逆反应 方向移动 物质浓度瞬间减小 减压 NO2浓度比②中的增大,但比①中的减小 颜色变浅 ② 课堂思考 请你思考！ 该反应中反应前后的气体的n又什么变化特点？ 2NO2(g) N2O4(g) 正反应方向：气体分子数减小的反应 逆反应方向：气体分子数增大的反应 在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响 ①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。 ②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 ④压强对化学平衡的影响的速率-时间关系图 探究学习 t 0 v V(正) V(逆) 原平衡 V’ (正) V’ (逆) 新平衡 增大压强 同温度： 2NO2(g) N2O4(g) 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 ④压强对化学平衡的影响的速率-时间关系图 探究学习 aA(g)+bB(g) cC(g) 在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响 ①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。 ②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。 请你思考！ 是否压强改变，化学平衡就一定会移动？ 课堂思考 H2O+CO H2+CO2 高温 催化剂 V(molL-1S-1) T(s) 0 V正= V逆 V’正= V’逆 t2 增大压强,正逆反应速率均增大，但增大倍数一样，V’正= V’逆，平衡不移动。 对于反应前后，气体物质的总体积没有变化的可逆反应：压强改变不能使化学平衡发生移动。 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 探究学习 重点掌握 固态或液态物质的体积受压强影响很小，可以忽略不计。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。 有气体参加的可逆反应，当达到平衡时，在其他条件不变时： ①增大压强（减小容器的容积）会使化学平衡向气体体积______的方向移动； ②减小压强（增大容器的体积会使化学平衡向气体体积______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，平衡 _______ 移动。 缩小 增大 不发生 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 3.温度对化学平衡的影响 探究学习 重点掌握 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 红棕色 无色 实验： 如图所示，把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶里，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。 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 ①温度对化学平衡的影响的实验探究 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 红棕色 无色 实验 浸泡在热水中 浸泡在冷水中 现象 平衡移动 结论 颜色加深 颜色变浅 平衡逆移 平衡正移 其他条件不变时， 升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动； 降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 ②温度对化学平衡的影响的速率-时间关系图 探究学习 重点掌握 V正= V逆 V正 V逆 t1 t（s） V（molL-1S-1） 0 t2 V”正 = V”逆 V’逆 V‘正 （正反应是放热反应） 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 升高温度 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 探究学习 重点掌握 ②温度对化学平衡的影响的速率-时间关系图 aA(g)+bB(g) cC(g) ΔH>0 在其他条件不变的情况下，温度对化学平衡的影响 ①升高温度，平衡向吸热的方向移动。 ②降低温度，平衡向放热的方向移动。 课堂探究 二、影响化学平衡移动的因素 重点掌握 4.催化剂对化学平衡的影响 速率-时间关系图 催化剂降低反应的活化能，可以大大提高反应速率 v(正)= v(逆) 即加入催化剂，化学平衡不移动 催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率 当其他条件不变时：加入催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 03 勒夏特列原理 meiyangyang8602 课堂探究 难点 三、勒夏特列原理 法国化学家勒夏特列曾总结一条经验规律：如果改变影响平衡的一个因素（如参加反应物质的浓度、温度、或压强等），平衡就能够向减弱这种改变的方向移动。 “减弱”外界条件的影响，而不能“消除”外界条件的影响。 注意： ①适用范围：勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡等），未平衡状态不能用此来分析。 ②适用条件：一个能影响化学平衡改变的外界条件。 ③平衡移动结果是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变。 (2)缩小体积至平衡时的一半，并保持容积不变，再次达到平衡时压强p′的范围是__________。 (3)迅速升温至T1，并保持容积不变，且不与外界进行热交换，再次达到平衡时，温度T′的范围是__________。 典例精讲 【例3】在一密闭容器中发生N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，在某一时刻达到平衡，测得c(N2) ＝1 mol·L－1，容器内压强为p，温度为T。 (1)再向容器中通入N2，使其浓度变为2 mol·L－1，并保持容积不变，再次达到平衡时c(N2)的范围是__________________________。 1 mol·L－1<c(N2)<2 mol·L－1 p<p′<2p T<T′<T1 41 课堂小结 化学平衡状态 化学平衡移动 勒夏特列原理 温度 压强 Q 与K比较 （定量分析） （定性分析） 化学平衡的建立 定量研究： 化学平衡常数 浓度 改变 42 随堂演练 1. 一定量的混合气体在密闭容器中发生反应： m A (g) + n B (g) p C (g) 达到平衡后，温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时，C的浓度为原来的1.8倍，则下列说法正确的是(　　) A. m + n > p B. A 的转化率降低 C. 平衡向正反应方向移动 D. C的体积分数增加 B 43 随堂演练 2.一定温度下，反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施不能使平衡发生移动的是（ ） ①增加C的物质的量 ②保持容器容积不变，充入He使体系压强增大 ③将容器的容积缩小一半 ④保持压强不变，充入He使容器容积变大 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ A 44 随堂演练 3．下列实验事实可以用平衡移动原理解释的是( ) A．“NO2”球浸泡在热水中，颜色变深 B．H2(g)+ I2 (g) 2HI(g)，加压后颜色变深 C．过量铁和稀硝酸反应，溶液变成浅绿色 D．合成氨工业中使用铁触媒作催化剂 A 45 演示完毕 感谢聆听 https://www.zxxk.com/user/13354804  $$