内容正文:
第2章 化学反应的方向、限度与速率
第2课时:反应条件对化学平衡的影响
第2节 化学反应的限度
化学反应原理
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。
壹
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。
贰
学习目标
Xue xi mu biao
本节重点
壹
浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响
浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响
本节难点
贰
重点难点
Zhong dian nan dian
01
02
03
01 方向
化学反应在一定条件下能不能进行。
02 限度
化学反应进行的程度。
03 速率
化学反应进行的快慢。
对于一个化学反应,我们应该从这三个方向思考。
新课导入
KE TANG DAO RU
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逆
化学平衡状态的研究对象是_______反应
等
各组分浓度/物质的量/百分含量__________
动
υ正 ____ υ逆 ____ 0,是一个动态平衡
定
变
外界条件改变时,原平衡状态被破坏,在新条件下建立平衡
可逆
= ≠
保持不变
化学平衡状态的特点
“表现”
“本质”
温故
·
知新
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化学平衡是在一定条件下建立起来的。受温度、压强或浓度变化的影响,化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程,称为化学平衡移动。
联想
·
质疑
冷水
热水
2NO2 N2O4 ΔH = -57.2 kJ·mol-1
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温故
·
知新
各组分的浓度保持不变
各组分的浓度发生变化
各组分的浓度保持不变
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
Q=K
Q≠K
Q=K
浓度、压强变
Q变化而K不变
温度变
Q不变而K变化
一段时间
化学平衡移动
由平衡状态Ⅰ到平衡状态Ⅱ的过程
Q
K
Q
K
Q
K
平衡
平衡
Q<K
平衡正向移动
Q>K
平衡逆向移动
探究新知
TAN JIU XIN ZHI
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资 料 在 线
活动
·
探究
反应条件对化学平衡的影响
预测
某化学反应mA(g) +nB(g) pC(g)+qD(g) 的ΔH > 0。温度、浓度或压强改变时,化学平衡状态是否会改变?如果发生改变,化学平衡将向哪个方向移动?说明预测理由。
表2-2-3 温度与化学平衡常数的关系
温度变化 反应焓变ΔH 平衡常数K 温度变化 反应焓变ΔH 平衡常数K
升高 > 0 增大 降低 > 0 减小
< 0 减小 < 0 增大
探究新知
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实验目的
探究温度对化学平衡的影响
实验原理
活动
·
探究
实验方案设计及实施
请按下列表格中要求的内容设计、实施实验方案,并完成表格。
设计目的 实验方案 现象预测 观察到的现象
探究温度对
化学平衡的影响
冷水
热水
实验用品
装有二氧化氮-四氧化二氮混合气体的装置,冰水混合物,热水;烧杯。
2NO2 N2O4 ΔH = -57.2 kJ·mol-1
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实验 浸泡在热水中 浸泡在冰水中
现象
结论
气体红棕色加深
气体红棕色变浅
升高温度,NO2浓度增大
降低温度,NO2浓度减小
大量实验证明,在其他条件不变的情况下,升高温度,会使化学平衡向_______反应的方向移动;降低温度,会使化学平衡向_______反应的方向移动。
吸热
放热
升吸降放
实验目的
探究温度对化学平衡的影响
实验原理
活动
·
探究
2NO2 N2O4 ΔH = -57.2 kJ·mol-1
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放热反应:升高温度使K减小,Q>K,平衡向吸热方向移动。
吸热反应:升高温度使K增大,Q<K,平衡向吸热方向移动。
Q不变
T变化
平衡移动
K变化
温度 298K 333K
K(mol-1·L) 6.80 0.601
不同温度下2NO2 N2O4 △H<0 的平衡常数
K不变
c、P变化
平衡移动
Q变化
实验目的
探究温度对化学平衡的影响
实验原理
活动
·
探究
2NO2 N2O4 ΔH = -57.2 kJ·mol-1
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例1、反应:A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述中正确的是( )
A、Q增大,K不变,平衡向右移动
B、Q减小,K不变,平衡向左移动
C、Q不变,K增大,平衡向右移动
D、Q不变,K减小,平衡向左移动
C
探究新知
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实验目的
探究浓度对化学平衡的影响
实验用品
活动
·
探究
1 mol·L-1 FeCl3 溶液,0.01 mol·L-1 FeCl3 溶液,1 mol·L-1 KSCN 溶液,0.01 mol·L KSCN 溶液,铁粉,烧杯,试管,胶头滴管。
实验方案设计及实施
请按下列表格中要求的内容设计、实施实验方案,并完成表格。
设计目的 实验方案 现象预测 观察到的现象
探究浓度对
化学平衡的影响
实验原理
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
向盛有5mL 0.01mol/LFeCl3溶液的试管中加入5mL 0.01 mol/LKSCN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1mol/LKSCN溶液,观察试管b、c中溶液颜色的变化,并均与试管a对比。
探究新知
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实验 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
现象
结论
溶液颜色变浅
溶液颜色加深
其他条件不变,
减小C反应物,平衡逆向移动
其他条件不变,
增大C反应物,平衡正向移动
在一定温度下,当可逆反应达到平衡时,改变浓度化学平衡状态为什么发生移动?如何移动?
活动
·
探究
实验目的
探究浓度对化学平衡的影响
实验原理
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
探究新知
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实验
①c反应物增大
②c反应物减小
③c生成物增大
④c生成物减小
平衡时,Q= =K
Q 增大 ,Q>K,平衡逆向移动
Q 减小 ,Q<K,平衡正向移动
Q 增大 ,Q>K,平衡逆向移动
Q 减小 ,Q<K,平衡正向移动
活动
·
探究
实验目的
探究浓度对化学平衡的影响
实验原理
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
探究新知
TAN JIU XIN ZHI
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例2、已知在氨水中存在下列平衡:
NH3 + H2O NH3· H2O NH4+ + OH-
(1) 向氨水中加入MgCl2固体,平衡向 移动,OH-浓度 ,NH4+浓度 。
(2) 向氨水中加入浓盐酸,平衡向 移动,此时溶液中浓度减小的粒子有 。
(3) 向氨水中加入少量NaOH固体,平衡向 移动,此时发生的现象是 。
正反应方向
减小
增大
正反应方向
OH-、NH3·H2O、NH3
逆反应方向
有气体放出
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实验 体系压强增大 体系压强减小
现象
结论
气体颜色先变深,后变浅
最终比原来深
气体颜色先变浅,后变深
最终比原来浅
其他条件不变,
增大压强,平衡正向移动
其他条件不变,
减小压强,平衡逆向移动
为什么气体的颜色先变深后变浅?
2NO2(g) N2O4(g)
活动
·
探究
探究压强对化学平衡的影响
Δυg >0
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TAN JIU XIN ZHI
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实验
缩小体积
增大压强
增大体积
减小压强
Q= =K
c(N2O4)
c2(NO2)
c(NO2) 、c(N2O4)瞬间变大,
Q 减小 ,Q<K,平衡正向移动
c(NO2) 、c(N2O4)瞬间变小,
Q 增大 ,Q>K,平衡逆向移动
2NO2(g) N2O4(g)
活动
·
探究
探究压强对化学平衡的影响
Δυg >0
探究新知
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1、有气体参加的反应可能出现:Δυg >0;Δυg <0;Δυg =0。请大家分析:体系压强增大会使化学平衡状态发生怎样的变化?
实验
缩小体积
增大压强
增大体积
减小压强
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
2NH3(g) N2(g)+3H2(g)
Q = K平衡不移动
Q = K平衡不移动
Q>K平衡逆向移动
Q<K平衡正向移动
2、对于只有固体或液体参加的反应,体系压强改变会使化学平衡状态发生变化吗?
活动
·
探究
探究新知
TAN JIU XIN ZHI
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影响化学
平衡的因素 改变条件 移动方向
浓度 增大反应物浓度
减小反应物浓度
增大生成物浓度
减小生成物浓度
压强 增大压强
减小压强
温度 升高温度
降低温度
正向
逆向
逆向
正向
气体体积减小的方向
气体体积增大的方向
吸热方向
放热方向
上述平衡移动的结果有没有共同的规律?
思考
·
总结
探究新知
TAN JIU XIN ZHI
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勒夏特列原理
1、定义:如果改变影响平衡的一个条件(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,该结论就是勒夏特列原理。
2、平衡移动的结果:“减弱”而不是“消除”外界条件的影响。
举个例子
原平衡(100℃)
升温到200℃
减弱(降温)
吸热反应方向移动
减弱但不抵消
新平衡(温度介于100-200℃之间)
综上所述:改变浓度、压强、温度等因素可以提高反应产率或者抑制反应进行的程度。
探究新知
TAN JIU XIN ZHI
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(1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态( )
(2)升高温度,反应速率加快,化学平衡正向移动( )
(3)升高温度,反应速率加快,但反应物的转化率可能降低( )
(4)对于可逆反应,改变外界条件使平衡向正反应方向移动,平衡常数一定增大( )
(5)升高温度,化学平衡常数增大( )
(6)平衡移动,平衡常数不一定改变,但平衡常数改变,平衡一定发生移动( )
(7)改变压强,化学平衡一定发生移动( )
√
×
×
√
×
√
练习1、判断正误
×
课堂演练
KE HOU YAN LIAN
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练习2、下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A、氯水中有下列平衡:Cl2+H2O ⇌ HCl+HClO, 当加入AgNO3溶液后溶液颜色变浅
B、采用高压有利于合成氨反应:N2+3H2 ⇌ 2NH3
C、反应CO+NO2 ⇌ CO2+NO(△H<0) 升高温度平衡向逆反应方向移动
D、使用催化剂有利于合成氨反应:N2+3H2 ⇌ 2NH3
D
课堂演练
KE HOU YAN LIAN
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练习3、在一密闭容器中,发生可逆反应:3A(g) ⇌ 3B+C ΔH>0 ,平衡时,升高温度,气体的平均相对分子质量有变小的趋势,则下列判断中正确的是( )
A、B和C可能都是固体 B、B和C一定都是气体
C、若C为固体,则B一定是气体 D、B和C不可能都是气体
C
课堂演练
KE HOU YAN LIAN
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练习4、将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应:
H2(g)+Br2(g) ⇌ 2HBr(g) ΔH<0,平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是( )
A、a>b B、a=b C、a<b D、无法确定
A
课堂演练
KE HOU YAN LIAN
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学习完毕 感谢聆听
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学科网苏老师化学工作室
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