2.2.2平衡移动原理 课件 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

平衡移动原理 1.理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 可逆反应达到平衡状态以后，如果改变温度、浓度、压强等条件而使化学平衡从一个平衡状态变为另一个平衡状态。这种由旧平衡状态向新的平衡状态变化的过程叫化学平衡的移动。 在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 1.化学平衡： 2.化学平衡移动: 化学平衡移动方向的判断: 平衡逆向移动或向左移动; v（正）＞v（逆）; v（正）＜v（逆）; 平衡正向移动或向右移动; 若QC = K，反应达平衡状态； QC < K, 未达平衡,反应向正反应方向进行， Q C> K, 未达平衡,反应向逆反应方向进行， 若平衡移动的结果使产物浓度变小，则平衡逆向移动或向左移动;平衡移动的结果使产物浓度更大，则平衡正向移动或向右移动. 1.恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1 molN2和2.6molH2，反应过程中对NH3的浓度进行检测，得到的数据如下表所示: 1.此条件下该反应的化学平衡常数K=________ 2.反应达到平衡后，保持温度、容积不变，若向平衡体系中加入0.4molN2、1molH2和0.2molNH3 ，化学平衡将向________ 方向移动（填“正反应”或“逆反应”）。 Q<K,平衡向正反应方向移动 0.1(mol/L)-2 2NO2(g) N2O4(g) △H=－57.2kJ·mol-1 红棕色 无色 序号 实验内容 实验记录 实验结论 (平衡移动 方向) 温度变化 混合气体颜色 c(NO2) 1 将充有NO2的平衡球放入冷水中 2 将充有NO2的平衡球放入热水中 降温 颜色 变浅 减小 正向 升温 颜色 变深 增大 逆向 活动·探究 3.影响化学平衡移动的因素 规律：其它条件不变时 升高温度，平衡向吸热方向移动； 降低温度，平衡向放热方向移动。 （1）温度对化学平衡的影响 改变温度，平衡常数K发生变化，导致Q ≠ K，所以发生平衡移动。 注意： 1.温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。 2.吸热反应：升高温度平衡常数增大 放热反应：升高温度平衡常数减小 针对性练习 在一定条件下,反应CO + NO2 CO2 + NO达到平衡后，降低温度，混合气体的颜色变浅。下列判断正确的是( ) A. 正反应为吸热反应 B. 正反应为放热反应 C. CO的平衡转化率降低 D. 各物质的浓度不变 B 思考：在一定条件下，该可逆反应达平衡。若升高温度，正、逆反应速率会如何变化？画出其v-t图像,降温呢？ 2NO2(g) N2O4(g) △H=－57.2kJ·mol-1 红棕色 无色 理解为：就对该反应分析来看，如果升高温度，则反应向吸热反应进行，即向逆反应进行，所以V逆>V正，所以V逆会在V正的上面（t1时刻）；同理，降低温度，反应向放热反应移动，即向正反应进行，所以V正>V逆，所以V正会在V逆的上面。 （2 ）浓度对化学平衡的影响 编号 实验内容 实验现象 平衡移动方向 1 再加1ml1mol·L-1 FeCl3溶液，观察颜色变化。 2 再加1ml1mol·L-1 KSCN溶液，观察颜色变化。 血红色加深 正向移动 先将5ml0.01mol·L-1KSCN溶液与2ml0.01 mol·L-1 FeCl3溶液混合。 血红色加深 正向移动 正向移动 增大反应物或减小生成物浓度，平衡正向移动； 减小反应物或增大生成物浓度，平衡逆向移动。 规律：其它条件不变时 原因： 可逆反应达平衡后，若改变浓度， 使Q < K, 反应向正反应方向进行；Q > K, 反应向逆反应方向进行。 强调： 浓度对化学平衡的影响是通过改变浓度商来实现的。 思考：在一定条件下，可逆反应达平衡。若增大反应物浓度，正、逆反应速率会如何变化？画出其v-t图像 若减小反应物浓度呢？画出其v-t图像 理解为：若增大反应物的浓度（或减小生成物的浓度）根据浓度商Q的相关公式，易知Q会减小然后Q<K，此时反应正向移动，所以V正>V逆，所以V正会在V逆的上面，因为只是增大了反应物的浓度（或减小生成物的浓度），只对正反应有影响，逆反应与原平衡有节点，注意要和提升温度对正逆反应都有影响做好区分；同理，若减小反应物的浓度（或增大生成物的浓度）正好相反。 1.在一定条件下，反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)△H<0，达到化学平衡状态且其它条件不变时： (1)如果升高温度,平衡混合物的颜色 ； (2)如果在体积固定的容器中加入一定量的氢气，化学平衡 移动，Br2(g)的平衡转化率 (变大、变小或不变)。 练习. 变深 正向 变大 理解为：对于多种反应物参加反应时，提高一种反应物的浓度，可以提高其他反应物的平衡转化率，而它本身的转化率会降低。还记得吗？必修二有机化学中有这样一道填空题：在制备乙酸乙酯时，为什么要加过量的乙酸？答案为增大乙醇的转化率。 2.铬酸钾(K2CrO4)与重铬酸钾(K2Cr2O7)有如下转化: 2CrO42-+ 2H+ Cr2O72- + H2O 黄色 橙红色 已知重铬酸钾的稀溶液呈橙红色。 (1)向重铬酸钾的稀溶液中加入NaOH，溶液呈 ____ 色； (2)向 (1)的溶液中再加入过量的H2SO4，溶液呈 ____色； (3)向重铬酸钾的稀溶液中加入Ba(NO3)2溶液(BaCrO4为 黄色沉淀),则平衡向 移动(填“左”或“右”)。 黄 橙红 左 三支针筒中均抽入10mlNO2气体，将针筒前端封闭。 原理：2NO2 (g) N2O4( g) （1）将第二支针筒活塞迅速推至5ml处 （2）将第三支针筒活塞迅速拉至20ml处 [观察.思考] 先变深后变浅，但比原来深。 先变浅后变深，但比原来浅。 a b c a1 b1 c1 请观察针筒中气体颜色变化，并尝试用化学平衡移动的观点进行解释。 B：减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。 （3）.压强对化学平衡的影响 规律: (在其它条件不变的情况下) （1）对于反应前后气体体积改变的反应 A：增大压强，会使化学平衡向着气体体积减小的方向移动。 （2）对于反应前后气体系数之和不变的反应 改变压强，化学平衡不移动。 思考：在一定条件下，可逆反应2NO2 (g) N2O4( g)达平衡。若增大压强，正、逆反应速率会如何变化？画出其v-t图像。减小压强呢？画出其v-t图像 1. 下列平衡体系中,升温或减压都使平衡正向移动的是 ( ) A. 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)； △H<0 B. 2NO(g) N2(g)+O2(g) ； △H > 0 C. C(s)+H2O(g) CO(g)+ H2(g) ；△H>0 D. 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ； △H<0 C 针对性练习： 条件改变 平衡移动方向 移动后的结果 升温 降温 增加c(NO2) 减小c(NO2) 加压 减压 在密闭容器中的反应2NO2（g） N2O4（g）； △H＜0 若仅改变影响平衡的一个条件，完成下表 向吸热方向移动 减弱温度的升高 向放热方向移动 减弱温度的降低 正向移动 减弱c(NO2)的增大 逆向移动 减弱c(NO2)的减小 正向移动 逆向移动 减弱压强的增大 减弱压强的减小 根据上表可以看出： 在密闭体系中，如果仅改变影响平衡的一个条件 （ 如 温度、浓度、压强 ）平衡将 向 _______________ 方向移动。 减弱这个改变的 16 早在1888年，法国科学家勒夏特列就发现了这其中的规律，并总结出著名的勒夏特列原理，也叫化学平衡移动原理。 改变影响化学平衡的一个因素(如温度、压强，或者参加反应的化学物质的浓度) ，平衡将向能够 减弱这种改变的方向移动。但不能完全抵消。 1.促使化学平衡N2(g)+3 H2(g) 2NH3(g)； △H<0 正向移动有各种措施，下列措施可行的是( ) 升高温度 B. 增大体系压强 C. 增大c(N2) D. 容器体积增大 BC 针对性练习： 2．对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是(　　) A．加入一种反应物　　　　 B．增大体系的压强 C．升高温度 D．使用催化剂 C 催化剂同等程度的改变V正、V逆，只能加快反应速率，使到达平衡的时间缩短,不能使平衡发生移动 。 针对性练习： 交流研讨： 交流研讨： 平衡转化率的影响因素： 一、反应物的用量对平衡转化率的影响。 1.恒温恒容时。（1）若反应物不止一种，如 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)①若只增加反应物A的量，平衡向正反应方向移动，则反应物B的转化率增大，但由于外界因素占主要方面，故A的转化率减小。②若按照化学方程式的系数之比投料（反应物），则反应物的转化率是相等的； 若等物质的量投料（反应物），则反应物的转化率之比等于化学方程式的系数之比。 ③若按原比例等倍数的增加反应物A与B的量，相当于加压，A、B的转化率的变化有以下三种情况： i.当a+b=c+d时，平衡不移动，A、B的转化率都不变； ii.当a+b>c+d时，平衡正向移动，A、B的转化率都增大； iii.当a+b<c+d时，平衡逆向移动，A、B的转化率都减小。 （2）当反应物只有一种，如aA(g) bB(g)+cC(g)，则增加A的量，平衡向正方向移动，A的转化率与反应前后气体体积变化有关，相当于加压后平衡移动的结果。则： ①若a=b+c，A的转化率不变； ②若a>b+c，A的转化率增大； ③若a<b+c，A的转化率减小。 2.恒温恒压时。（1）若反应物只有一种，如aA(g) bB(g)+cC(g) ，根据阿伏加德罗定律可知，恒温、恒压时，气体的物质的量与体积成正比，故增加A的量，相当于在原来容器的基础上再按比例扩大体积，如物质的量增大为原来的两倍，则体积变为原来的两倍，即相当于把原来的容器在接上一个相同的，如下图所示，所以反应物的转化率是不变的。 （2）若反应物不止一种，如 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)。若按原比例同倍数的增加反应物A与B的量，A、B的转化率和只有一种物质的原理是一样的，反应物的转化率也不会变。 -‹#›- 针对性练习： 2、一定量的混合气体在密闭容器中发生反应： mA(g)+nB(g) pC(g)达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的1／2时，当达到新的平衡时，气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则下列说法正确的是(　　 ) A.m+n>p E.改变前后气体的平均摩尔质量 B.m+n<p 不变 C.平衡向正反应方向移动 F.A的转化率减小 D.C的质量分数增加 【答案】B、F 解析：当气体体积缩小到原来的1/2，假设平衡未发生移动（虚拟出一种中间状态），则C的浓度为原平衡时的2倍，而事实上平衡发生了移动，平衡移动的结果是C的浓度变为原平衡的1.9倍，则认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。 理论支撑：改变温度或压强，平衡正向移动，反应物转化率增大。 采用虚拟模型法解答此问题，先假设一个虚拟的状态作为中间态，然后根据平衡移动的结果来判断平衡移动的方向。 针对性练习： C 原平衡体系体系总压强增大→体系中各反应成分的浓度不变→平衡不移动。 “惰性气体”对化学平衡的影响 1．恒温、恒容条件： 2．恒温、恒压条件： 已知反应：2NO（g）+Cl2（g） 2ClNO（g） ∆H < 0 ，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2，10min时反应达到平衡。测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1，则平衡后n（Cl2）= mol，NO的转化率а1= 。其它条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а2 а1（填“>”“<”或“=”），平衡常数K2 （填“增大”“减小”或“不变”。若要使K2减小，可采用的措施是 。 2.5×10-2 75% > 不变 升高温度 针对性练习【2015山东卷】 反应在恒压条件下进行，即相当于在恒温恒容条件下达到平衡的基础上增大压强，反应会向正反应方向进行，根据改变温度或压强，平衡正向移动，反应物转化率增大。所以а2 > а1。 针对性练习 图像题：先拐先平数值大 现有反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则： (1)该反应的逆反应为________反应(填“吸热”或“放热”)，且m＋n________p(填“＞”、“＝”或“＜”)。 (2)减压使容器体积增大时，A的质量分数________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。 (3)若加入B(维持体积不变)，则A的转化率________。 (4)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将________。 (5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量______。 (6)若B是有色物质，A、C均无色，则加入C(体积不变)时混合物颜色________；而维持容器内压强不变，充入氖气后，再次建立平衡时与原平衡相比，气体混合物颜色________(填“变深”、“变浅”或“不变”)。 放热 > 增大 增大 减小 不变 变深 变浅 1．(2017·郑州模拟)下列说法正确的是 (　　) A．改变反应条件使平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大 B．浓度变化引起平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大 C．温度或压强的变化引起平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大 D．催化剂可使化学反应速率加快，使反应物的转化率增大 C 第3步例证——典例印证，思维深化 　将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是(　　) A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应 B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅 C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍 D．恒温恒容时，充入少量惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅 原平衡体系eq \o(――――――→,\s\up15(充入“惰性气体”))容器容积增大,体系的分压减小―→各组分的浓度同等倍数减小―→eq \o(――――――→,\s\up15(体积不变的反应),\s\do5(　))平衡不移动 eq \o(―――――→,\s\up15(体积改变的反应),\s\do15(　))平衡向气体体积增大的方向移动 3．一定温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 (　　) A．①② B．②④ C．③④ D．①④ D 3．(2017·黄冈模拟)在某一温度下，某一密闭容器中，M、N、R三种气体浓度的变化如图a所示，若其他条件不变，当温度分别为T1和T2时，N的体积分数与时间关系如图b所示。则下列结论正确的是 (　　) A．该反应的热化学方程式M(g)＋3N(g) 2R(g)　ΔH＞0 B．达到平衡后，若其他条件不变，减小容器体积，平衡向逆反应方向移动 C．达到平衡后，若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，M的转化率减小 D．达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡一定向正反应方向移动 C 解答化学平衡移动问题的一般思路 $$