2.2 化学平衡 课件 2024-2025学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

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 1 情景创设 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。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。 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？ 改变外界条件，平衡状态会发生改变。 2 化学平衡移动 1、概念：改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。 2、移动的原因：外界条件发生变化。 V正=V逆≠0 条件改变 平衡1 不平衡 平衡2 建立新平衡 破坏旧平衡 V正=V逆≠0 ′ ′ 一定时间 V正≠V逆 ′ ′ 3 化学平衡移动的方向 外界条件对化学平衡移动的影响是通过改变反应速率来实现的，移动的方向：由v正和v逆的相对大小决定。 ①若V正＞V逆 ， 平衡向正反应方向移动。 平衡不移动。 ②若V正＝V逆 ， 平衡向逆反应方向移动。 ③若V正＜V逆 ， 当外界条件改变后： 4 【学习任务一】实验探究影响化学平衡的因素 1、探究浓度对化学平衡的影响 实验原理：FeCl3溶液与KSCN溶液的反应体系中存在如下平衡： Fe3＋　＋　3SCN－ Fe(SCN)3 　(浅黄色)　　(无色)　　　 (红色) 实验步骤 实验现象 a试管 b试管 c试管 保持 色，起 作用 红 对照 溶液红色变浅 溶液红色加深 思考与讨论 5 【学习任务二】证据推理认识影响化学平衡的因素 解释 理论 结论 b试管加入Fe粉后，发生反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，c(Fe3＋)减小，Fe(SCN)3的浓度减小，溶液颜色变浅，即化学平衡向逆反应方向移动； c试管加入KSCN溶液后，c(SCN－)增大，Fe(SCN)3的浓度增大，溶液颜色加深，即化学平衡向正反应方向移动。 其它条件不变时，减小反应物浓度，化学平衡向逆反应方向移动；增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向移动。 Fe3＋　＋　3SCN－ Fe(SCN)3 　(浅黄色)　　(无色)　　　 (红色) 浓度的改变导致浓度商的改变，但K不变，使Q≠K，从而导致平衡移动。 6 图像表示 v-t图 若 t2 时刻增大反应物浓度，正、逆反应速率瞬间怎么变化？后续又如何变化？ 速率 时间关系图 增大反应物浓度 t2 V‘正 = V‘逆 V‘逆 V‘正 t3 V正= V逆 V正 V逆 t1 t（s） v 0 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅱ V’正>V’逆 平衡正向移动 7 t2 V‘正 = V‘逆 V‘逆 V‘正 t3 V正= V逆 V正 V逆 t1 t（s） 0 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅱ 图像表示 v-t图 速率 时间关系图 减小反应物浓度 v 若 t2 时刻减小反应物浓度，正、逆反应速率瞬间怎么变化？后续又如何变化？ 平衡逆向移动 V’逆>V’正 8 平衡向正反应方向移动 平衡向逆反应方向移动 ● ● v'正 v'逆 v'正=v'逆 ● ● v'正 v'逆 增大反应物的浓度 减小生成物的浓度 ● ● v'正 v'逆 ● ● v'正 v'逆 增大生应物的浓度 减小反应成物的浓度 v'正=v'逆 v'正=v'逆 v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 9 浓度对化学平衡的影响 v t v正1 v逆1 t0 t1 t2 t3 t4 v逆2 v正2 v正3 v逆3 C反应物↑ C反应物↓ v正4 v逆4 v逆5 v正5 C生成物↑ C生成物↓ 浓度对化学平衡移动的几个注意点 ①只要是增大浓度，不论增大的是反应物浓度，还是生成物浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态的反应速率； 即 v正’= v 逆’ ＞ v正= v 逆 ，减小浓度，新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态的反应速率。即v正’= v 逆’ ＜ v正= v 逆。 10 ②对平衡体系中的固态和纯液体，其浓度可看作 一个常数，增加或减小固态或纯液体的量并不影响V正、V逆的大小，所以化学平衡不移动。 浓度对化学平衡的影响 ③在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度也减小，v正减小，v逆也减小，但减小的程度不同，如反应Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3，该反应进行稀释，平衡逆向移动。 ④作为离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度对平衡有影响，改变的浓度必须是真正参与反应的物质的浓度，否则平衡不移动。如反应FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3+3KCl，增加KCl固体的量平衡不移动，因为KCl不参与反应。 11 思考与讨论 分析： Cl2溶解于水，存在溶解平衡。 溶解的部分Cl2能与水反应： Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO （2）试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”。 （1）CO＋HbO2 O2＋HbCO，HbCO浓度达到HbO2浓度的0.02倍时，会使人智力受损，应及时用鼻导管或者面罩给予高浓度氧气。 12 (红棕色) (无色) NO2反应生成N2O4的体系中存在如下平衡：2NO2 N2O4 2、压强对化学平衡的影响 实验装置 实验操作 及现象 体系压强减小 体系压强增大 活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处 活塞由Ⅱ处推到Ⅰ处 气体颜色先 又逐渐 。 气体颜色先 又逐渐 。 结论 变浅 变深 变深 变浅 把注射器的活塞往里推，压强增大，管内体积减小，浓度增大，混合气体的颜色先变深而后平衡向生成N2O4的方向移动，颜色变浅。（平衡正向移动） 把注射器的活塞往外拉，压强减小，管内体积增大，浓度减小，混合气体的颜色先变浅而后平衡向生成NO2的方向移动，颜色变深。（平衡逆向移动） 【学习任务三】实验探究影响化学平衡的因素 13 数据支持——压强对化学平衡的影响 压强/MPa 1 5 10 30 60 100 NH3/% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4 450℃时，N2与H2反应生成NH3的实验数据 N2 （g） + 3H2 （g） 2NH3 （g） 600℃时, 反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的实验数据 压强 / MPa 0.1 0.5 1.0 10 SO3的分解率/% 26.3 14.2 10.5 4.6 P增大，平衡正移 P增大，平衡逆移 证据推理 利用Q与K的关系 思考1：如何用平衡常数解释上述平衡移动规律？ 14 压强对化学平衡的影响规律 有气体参与或生成的反应，其它条件不变时： 增大压强(减小容器的容积) ，向气体体积减小的方向移动； 减小压强(增大容器的容积) ，向气体体积增大的方向移动。 【学以致用】你能解释以下生活中的现象吗？CO2+H2OH2CO3 思考3：改变压强时对正、逆反应速率有怎么样影响? 趋势 减小压强 增大压强 思考2：改变压强，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡是否会发生移动？ 1. 改变压强仅对反应前后气体分子数不等的反应有影响； 2. 反应前后气体分子数相等的反应： 改变压强→但平衡不移动。 易错警示 15 理论分析 2NO2(g) N2O4(g) n气、反＞ n气、生 v (正) v (逆) 增大压强 若 t1 时刻增大压强（压缩体积），正、逆反应速率瞬间怎么变化？后续又如何变化？ 加压 体积缩小 反应物生成物浓度增大 正、逆速率增大 正速率增大倍数大 V正>V逆 平衡正移 速率 时间关系图 平衡向着气体体积缩小的方向移动 16 压强对化学平衡的影响 2NO2(g) N2O4(g) n气、反＞ n气、生 试着画出减小压强（增大体积）的 v – t 图 17 若换一个合成HI的反应，试着画出增大压强（减小体积）、减小压强（增大体积）的 v – t 图 H2(g) + I2(g)2HI(g) 压强对化学平衡的影响 18 a+b>c 加压 （以aA(g)+bB(g)cC(g)为例） a+b>c 减压 ● ● v'逆 v'正 v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 ● ● v'逆 v'正 v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 a+b<c 加压 a+b<c 减压 ● ● v'逆 v'正 v'正=v'逆 ● ● v'逆 v'正 v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 a+b=c 加压 a+b=c 减压 ● ● v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 ● ● v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 19 思考4：某一温度下，在一带有活塞的体积可变的密闭容器中，可逆反应： 2NO2 (g) N2O4 (g)达到平衡。请分析在下列两种情况下，平衡是否发生移动，如何移动？ 1、保持该容器的体积不变，向该平衡体系中充入氩气 2、保持该容器的压强不变，向该平衡体系中充入氩气 平衡向左移动 平衡不发生移动 注意：充入”惰性气体” a 、恒容各组分浓度不变，平衡不移动 b、恒压体积增大，相当于减压 压强对化学平衡的影响 20 对点训练 【例1】将5mL0.005mol·L-1FeCl3溶液和5mL0.015mol·L-1KSCN溶液混合，达到平衡后混合液呈红色。再将混合液分为5等份，分别进行如下实验： 下列说法不正确的是（ ） A．实验②中溶液颜色比实验①中深 B．对比实验①和③，可证明增加反应物中某些离子的浓度，平衡发生逆向移动 C．对比实验①和④，可证明增加反应物浓度，平衡发生正向移动 D．对比实验①和⑤，可证明减少反应物浓度，平衡发生逆向移动 实验①：滴加4滴水，振荡 实验②：滴加4滴饱和FeCl3溶液，振荡 实验③：滴加4滴1mol·L-1KCl溶液，振荡 实验④：滴加4滴1mol·L-1KSCN溶液，振荡 实验⑤：滴加4滴6mol·L-1NaOH溶液，振荡 题型一：浓度对化学平衡的影响 B 21 对点训练 题型二：压强对化学平衡的影响 【例2】在一密闭容器中，反应 aA(g)⇌bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的60% 则下列说法正确的是（ ） A．平衡向正反应方向移动了 B．物质A的转化率减少了 C．物质B的物质的量分数增加了 D．a<b B 22 $$