内容正文:
第二节 化学平衡
第3课时 影响化学平衡的因素(一)
优化探究
第二章 化学反应速率与化学平衡
[课程标准要求] 了解浓度、压强对化学平衡状态的影响。
任务一 浓度对化学平衡的影响
任务二 压强对化学平衡的影响
课时作业 巩固提升
任务一 浓度对化学平衡的影响
1.实验探究
(1)实验原理:FeCl3溶液与KSCN溶液的反应体系中存在平衡:Fe3+(浅黄色)
+3SCN-(无色) ⥫⥬Fe(SCN)3(红色)。
(2)实验步骤、现象和结论:
实验
步骤
实验
现象 a试管 b试管 c试管
保持 色,起 作用 溶液颜色 溶液颜色
实验
结论 b试管加入Fe粉后,发生反应Fe+2Fe3+===3Fe2+,c(Fe3+) ,
Fe(SCN)3的浓度 ,溶液颜色 ,即化学平衡向
方向发生了移动;
c试管滴入KSCN溶液后,c(SCN-) ,Fe(SCN)3的浓度
,溶液颜色 ,即化学平衡向 方向发生了移动
红
对照
变浅
变深
减小
减小
变浅
逆反应
增大
增大
变深
正反应
2.化学平衡的移动
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,平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着 ,直至达到新的平衡状态。这种由 达到 的过程叫做化学平衡的移动。
改变
原有的平衡状态
新的平衡状态
3.浓度对化学平衡的影响规律(其他条件不变)
(1)当可逆反应达到平衡时,在其他条件不变的情况下,若增大反应物浓度
(或减小生成物浓度),平衡向 方向移动;同理,若减小反应物浓度
(或增大生成物浓度),平衡向 方向移动。
(2)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,根据浓度商与平衡常数的大小关系,也可以判断化学平衡移动的方向。
当Q=K时,可逆反应处于 ;
当Q<K时,化学平衡向 方向移动,直至达到新的平衡状态;
当Q>K时,化学平衡向 方向移动,直至达到新的平衡状态。
正反应
逆反应
平衡状态
正反应
逆反应
4.用v⁃t图像呈现浓度对化学平衡的影响
已知反应:mA(g)+nB(g) ⥫⥬pC(g),当反应达到平衡后,有关物质的浓度发生改变,其平衡移动情况分别如图所示:
增大反应物浓度
正反应
减小产物浓度
正反应
增大产物浓度
逆反应
减小反应物浓度
逆反应
1.合成氨反应中,增大N2的浓度,可使平衡正向移动,提高H2的转化率,降低成本。( )
2.C(s)+H2O(g) ⥫⥬CO(g)+H2(g)在某温度下达到平衡后,增加一部分C(s),
v正增大,平衡正向移动。( )
3.反应混合物中某组分百分含量发生改变,化学平衡一定发生了移动。
( )
√
×
√
(1)检验Fe3+的存在,可向溶液中加入KSCN溶液,发生反应如下:
FeCl3+3KSCN⥫⥬3KCl+Fe(SCN)3
(浅黄色) (无色) (无色) (红色)
下列做法中,在反应达到平衡后,能使平衡发生移动,且正向移动的是
(填序号,下同),能使平衡逆向移动的是 ,不能使平衡发生移动的是 ,原因是_______________________________________
_______________________________________________________________________________________。
①加入KCl固体 ②加入Fe粉 ③加入FeCl3固体
③
②
①
该可逆反应的实质为Fe3++3SCN-⥫⥬Fe(SCN)3,加入KCl固体,只增大了c(K+)、c(Cl-),未改变c(Fe3+)、c(SCN-)、c[Fe(SCN)3],平衡不移动
(2)常温下,水溶液中的反应Fe3++SCN-⥫⥬Fe(SCN)2+达到平衡时,溶液中c(SCN-)=0.10 mol·L-1,c(Fe3+)=0.04 mol·L-1,c[Fe(SCN)]2+=0.68 mol·L-1。回答下列问题:
①该反应的平衡常数K为 。
②加水稀释至原溶液体积的2倍,平衡将向 (填“正”或“逆”)反应
方向移动,原因是________________________(用Q与K的关系说明)。
1.7×102
逆
Q==3.4×102>K
任务二 压强对化学平衡的影响
1.实验探究
(1) 实验原理:NO2反应生成N2O4的体系中存在平衡:2NO2(g)(红棕色)
⥫⥬N2O4(g)(无色)。
(2)实验装置、操作、现象及结论:
实验装置
实验操作
及现象 体系压强增大 体系压强减小
活塞由Ⅱ处推到Ⅰ处 活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处
气体颜色先 又逐渐 气体颜色先 又逐渐
实验结论 体系压强增大:由于体积减小,浓度 ,气体颜色 ,后因平衡 移动消耗了更多的 ,所以气体颜色又逐渐 ;
体系压强减小:由于体积增大,浓度 ,气体颜色 ,后因平衡 移动生成更多的 ,所以气体颜色又逐渐
变深
变浅
变浅
变深
增大
变深
正向
NO2
变浅
减小
变浅
逆向
NO2
变深
2.压强对化学平衡的影响规律(其他条件不变)
(1)有气体参与的反应
①增大压强(减小容器的容积),会使化学平衡向 的方向移动;
②减小压强(增大容器的容积),会使化学平衡向 的方向移动;
③反应后气体的总体积没有变化的可逆反应,增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。
气体体积缩小
气体体积增大
(2)无气体参与的反应
当平衡混合物中都是 或 物质时,改变压强后化学平衡一般不发生移动。
固态
液态
(3)“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―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动
②恒温恒压条件
3.用v⁃t图像分析压强对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)
(1)若m+n>p+q
(2)若m+n<p+q
(3)若m+n=p+q
(1)t2时刻,缩小容积,增大压强,使v正'、v逆'都 ,但 增大的程度大,则v正' v逆',平衡向 (即气体分子数 的)方向移动;增大容积,减小压强,使v正'、v逆'都 ,但 减小的程度大,则v逆' v正',平衡向 (即气体分子数 的)方向移动。
(2)t2时刻,缩小容积,增大压强,使v正'、v逆'都 ,但 增大的程度大,则v逆' v正',平衡向 (即气体分子数 的)方向移动;增大容积,减小压强,使v正'、v逆'都 ,但v逆'减小的程度大,则
v正' v逆',平衡向 (即气体分子数 的)方向移动。
增大
v正'
>
正反应
减小
减小
v正'
>
逆反应
增大
增大
v逆'
>
逆反应
减小
减小
>
正反应
增大
(3)t2时刻,缩小容积,增大压强,反应前后气体分子数 ,v正'、
v逆' ,则v正' v逆',平衡 ;增大容积,减小压强,反应前后气体分子数 ,v正'、v逆' ,则
v逆' v正',平衡 。
不变
同等程度的增大
=
不移动
不变
同等程度的减小
=
不移动
1.有气体参与的反应,改变压强,平衡一定发生移动。( )
2.增大压强可使反应2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)平衡正向移动,原因是增大压强,v正增大,v逆减小。( )
3.对于反应:2HI(g) ⥫⥬H2(g)+I2(g),其他条件不变时,增大压强,体系的颜色加深,平衡正向移动。( )
×
×
×
在一密闭容器中,对于化学反应:mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g),达到平衡后,请利用Q与K的关系分析缩小容器容积、增大压强对化学平衡的影响:
(1)若m+n>p+q,K (填“增大”“减小”或“不变”,下同),Q ,使得K (填“>”“<”或“=”)Q,平衡 移动,c(A) ,反应物B的转化率 ,混合气体的密度 。
(2)若m+n<p+q,K (填“增大”“减小”或“不变”,下同),Q ,使得K (填“>”“<”或“=”)Q,平衡 移动,反应产物C、D的浓度 ,混合气体的密度 。
不变
减小
>
正向
增大
增大
增大
不变
增大
<
逆向
增大
增大
(3)若m+n=p+q,K (填“增大”“减小”或“不变”,下同),Q ,使得K (填“>”“<”或“=”)Q,平衡 移动,c(A) ,反应物B的转化率 ,混合气体的密度 。
不变
不变
=
不
增大
不变
增大
1.(双选)(2024·江西南昌高二检测)110 ℃时,将某X固体置于真空恒温恒容容器中,存在平衡:X(s) M(s)+Y(g)+Z(g),反应达平衡时体系的总压为50 kPa。下列说法正确的是( )
A.加入X固体的量不影响平衡
B.若先通入Z(g)使初始压强为52.5 kPa,再加入足量X(s),平衡时Y(g)的分压为10 kPa
C.保持温度和容器体积不变,向容器充入少量氦气,由于总压增大,平衡逆向移动
D.平衡时,增大M固体的量,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
AB
固体的量不会影响化学平衡状态,也不会影响化学反应速率,A正确;由题意可以求出此温度下Kp=25 kPa×25 kPa=625(kPa)2;若先通入Z(g)使初始压强为52.5 kPa,再加入足量X(s),平衡时Kp=p(Y)×p(Z)=p(Y)×[52.5 kPa+p(Y)]=625(kPa)2,故Y(g)的分压为10 kPa,B正确;保持温度和容器体积不变,向容器充入少量氦气,反应相关物质浓度均不变,故平衡不移动,C错误;平衡时,增大M固体的量,逆反应速率不变,平衡不移动,D错误。
2.在密闭容器中,反应:xA(g)+yB(g)⥫⥬zC(g),在一定条件下达到平衡状态,试回答下列问题:
(1)若x+y>z,缩小体积,增大压强,则平衡向 方向移动。
(2)若保持体积不变,通入氦气,则平衡 移动。
(3)若保持压强不变,通入氦气,平衡向正反应方向移动,则x、y、z的关系为 。
(4)若x+y=z,缩小体积,增大压强,则平衡 移动。
正反应
不
x+y<z
不
课时作业 巩固提升
2
3
4
5
6
1
对点训练
题组一 浓度对化学平衡的影响
1.在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸钙粉末,溶液中发生的变化是( )
A.H+浓度减小,HClO浓度减小
B.H+浓度增大,HClO浓度增大
C.H+浓度减小,HClO浓度增大
D.H+浓度增大,HClO浓度减小
C
2.在一恒容密闭容器中,反应A(g)+B(g)⥫⥬C(g)达到平衡,若增大A的浓度,使平衡右移,并达到新的平衡,下列说法正确的是( )
A.A的浓度一定比原平衡小
B.A的转化率增大
C.C的体积分数一定大于原平衡C的体积分数
D.B的转化率一定增大
2
3
4
5
6
1
D
题组二 压强对化学平衡的影响
3.有甲、乙两个等容积的容器,甲为恒容容器,乙为容积可变的恒压容器,如图所示,开始时均充入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),达到平衡后再向两容器中各充入1 mol N2。下列有关说法正确的是( )
A.充入N2前,甲、乙中SO2(g)的含量相等
B.充入N2后,甲中平衡正向移动,乙中平衡逆向移动
C.充入N2后,甲中SO3(g)的含量不变,乙中SO3(g)的含量减小
D.充入N2后,甲、乙两容器中平衡不移动
2
3
4
5
6
1
C
4.如图所示M、N两容器,关闭活塞K,向M中充入1 mol X、1 mol Y,向N中充入2 mol X、2 mol Y,此时M的容积是a L,N的容积是2a L。在相同温度和催化剂存在的条件下,使两容器中各自发生反应:
X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g)+W(g) ΔH<0。M保持恒压,N保持恒容。达平衡
时,M的体积为1.4a L。下列说法错误的是( )
A.反应速率:v(N)>v(M)
B.M容器中X的转化率为80%
C.若打开K,则M的体积变为2.6a L
D.平衡时Y的体积分数:M<N
2
3
4
5
6
1
C
该反应的正反应为气体体积增大的反应,随着反应的进行,N中压强增大,所以v(M)<v(N),A正确;
设M容器中X转化了b mol,
X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g)+W(g)
起始/mol 1 1 0 0
转化/mol b b 2b b
平衡/mol 1-b 1-b 2b b
2
3
4
5
6
1
由题意得==1.4,b=0.8,所以α(X)=×100%=80%,B正确;若打开K,整个体系中各组分与M中各组分的百分含量一样,设总体积为m,则=,m=4.2a L,所以M的体积应变为4.2a L-2a L=2.2a L,C错误;由于N中压强大,相较于M,平衡左移,所以N中Y的体积分数大,D正确。
2
3
4
5
6
1
综合强化
5.(双选)(2024·安徽芜湖高二检测)某同学研究浓度对化学平衡的影响,下列说法正确的是( )
2
3
4
5
6
1
已知:Cr2(橙色)(aq)+H2O(l) ⥫⥬2Cr(黄色)(aq)+2H+(aq) ΔH=+13.8 kJ/mol
步骤:
现象:
待试管b中颜色不变后与试管a比较,溶液颜色变浅;
滴加浓硫酸后试管c温度略有升高,与试管a相比,溶液颜色变深
A.该实验不能证明减小生成物浓度,平衡正向移动
B.待试管b中溶液颜色不变的目的是使Cr2完全反应
C.该反应是一个氧化还原反应
D.试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是H+浓度
答案:AD
2
3
4
5
6
1
对比试管a、b中的溶液,体积增大会导致反应物、生成物的浓度减小,溶液颜色变浅,不能证明减小生成物浓度平衡正向移动,A正确;由于反应为可逆反应,故任何物质均不可能完全反应,待试管b中溶液颜色不变的目的是使反应重新达到平衡,B错误;反应中没有元素化合价发生变化,故不为氧化还原反应,C错误;浓硫酸溶于水放热,已知试管c中温度略微升高,且温度升高,平衡正向移动,溶液颜色应该是变浅,但是现象却是溶液颜色变深,故说明影响平衡的主要因素并不是温度,而是H+浓度,D正确。
2
3
4
5
6
1
6.根据外界条件对化学平衡的影响,回答下列问题:
(1)碘单质难溶于水却易溶于KI溶液。
碘水中加入KI溶液发生反应:I2(aq)+I-(aq)⥫⥬(aq),下列说法不正确的是
(填字母,下同)。
a.上述体系中加入苯,平衡不移动
b.可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质
c.实验室配制碘水时,为增大碘单质的溶解度可加入适量KI溶液
d.加入AgNO3溶液平衡向左移动
2
3
4
5
6
1
a
(2)某温度下,体积一定的密闭容器中进行反应:N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH<0。
①下列分析正确的是 。
a.平衡后,加入N2,该反应的ΔH增大
b.平衡后,充入稀有气体,压强增大,平衡不移动
c.平衡后,充入NH3,新平衡时,NH3的百分含量变大
d.若反应前充入的N2与H2物质的量相等,达到平衡时N2的转化率比H2的高
2
3
4
5
6
1
bc
②欲提高H2的转化率,下列措施可行的是 。
a.更换容积较小的容器
b.向容器中按原比例再充入N2和H2
c.向容器中再充入惰性气体
d.向容器中再充入H2
e.液化NH3并分离
2
3
4
5
6
1
abe
$$