2.2.2 化学平衡第二课时 课件-2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

选择性必修一 第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节化学平衡 2.2影响化学平衡的因素 1 某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡，各物质的相关数据如下。 各物质的起始量/mol 化学平衡时各物质的量/mol N2 H2 NH3 N2 H2 NH3 5 15 0 3 9 4 资料 α＝ ×100% ＝40% 6 mol 15 mol 平衡时原料的转化率不高，如何提高呢？ 平衡时H2的转化率： 任务一 探讨影响化学平衡的因素 化学平衡1 Q ＝ K 改变反应条件 不平衡 Q ≠ K 一段时间 化学平衡2 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。 问题1：改变哪些反应条件可使Q ≠ K，从而改变化学平衡状态？ 改变浓度，Q会发生改变 改变温度，K会发生改变 Q只与浓度有关，K只与温度有关。 Q ＝ K 平衡状态 Q ＜ K Q ＞ K 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 任务一 探讨影响化学平衡的因素 4 问题2：若其他条件不变，仅改变物质的浓度，化学平衡如何移动？ 任意时刻的浓度商 Q ＝ cp(C)•cq(D) cm(A)•cn(B) m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) 任务二 研究浓度对化学平衡的影响 若其他条件不变 定量分析 仅增加生成物的浓度，化学平衡如何移动？ 仅减小生成物的浓度，化学平衡如何移动？ 仅增加反应物的浓度，化学平衡如何移动？ 仅减小反应物的浓度，化学平衡如何移动？ 5 任务二 研究浓度对化学平衡的影响 如何增加反应物的浓度？ 如何减小反应物的浓度？ 滴加饱和FeCl3溶液或高浓度的KSCN溶液 加入铁粉降低Fe3+浓度 研究体系： 红色 Fe3+ + 3SCN− Fe(SCN)3 无色 实验验证浓度对化学平衡的影响 棕黄色 特别提醒：保持溶液总体积（基本）不变，使其他粒子浓度不变 定性分析 加入少量铁粉 滴入4滴 1 mol·L-1 KSCN 溶液 向盛有 5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3 溶液的试管中加入5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液，溶液呈红色。 平衡后均分在a、b、c三支试管中 a c 对照组 溶液总体积基本不变 P36实验2-1 任务二 研究浓度对化学平衡的影响 红色 Fe3+ + 3SCN− Fe(SCN)3 无色 棕黄色 b 红色加深 红色变浅 逆向移动 正向移动 P56 实验2： 溶液变为黄色 溶液由黄色变成橙色 在其他条件不变时，减小生成物的浓度，平衡向正反应移动 在其他条件不变时，增大生成物的浓度，平衡向逆反应移动 任务二 研究浓度对化学平衡的影响 定性分析 改变反应条件 化学平衡移动方向 移动规律 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 向减少反应物浓度的方向 向增大反应物浓度的方向 向减少生成物浓度的方向 向增大生成物浓度的方向 定量分析 定性分析 任务二 研究浓度对化学平衡的影响 向正反应方向 向逆反应方向 向逆反应方向 向正反应方向 思考：对比反应条件改变和移动规律，你发现了什么？ 平衡向减弱这种改变的方向移动 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 压缩容积至V/2 （加压） 扩大容积至2V （减压） 同温度： b a2 K ＝ 2p1 2a 2b 2b (2a)2 b 2a2 Q ＝ ＝ Q <K 向正反应方向移动 1 2 1 2 b ( a)2 ＝ 2b a2 Q＝ p1 1 2 a 1 2 b 1 2 Q >K 向逆反应方向移动 任务三 研究压强对化学平衡的影响 定量分析 2NO2(g) N2O4(g) 问题3：若其他条件不变，仅改变压强，化学平衡如何移动？ 向正反应方向移动 容积减小 原平衡气① 颜色先变深② 颜色后又变浅③ 物质浓度瞬间增大 加压 NO2浓度比②中的减小 任务三 研究压强对化学平衡的影响 2NO2(g) N2O4(g) 红棕色 无色 原平衡气① 颜色先变浅② 颜色后又变深③ 减压 向逆反应方向移动 物质浓度瞬间减小 NO2浓度比②中的增大 容积增大 定性分析 其他条件不变时：增大压强，平衡向正反应方向移动； 减小压强，平衡向逆反应方向移动。 思考：该反应中反应前后气体的体积/物质的量/气体分子总数有什么变化特点？ 该反应正反应方向是气体体积（物质的量/气体分子总数）减小的反应， 逆反应方向是气体体积（物质的量/气体分子总数）增大的反应。 增大压强，平衡向气体体积(分子总数)减小的方向移动 减小压强，平衡向气体体积(分子总数)增大的方向移动 2NO2(g) N2O4(g) 红棕色 无色 任务三 研究压强对化学平衡的影响 实验现象与分析 思考：是否符合之前总结的变化规律？ 平衡向减弱这种改变的方向移动 任务三 研究压强对化学平衡的影响 2HI(g) H2(g) + I2(g) 增大压强，颜色变深，但平衡不移动. 注意：①对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响； ②平衡混合物都是固体或液体的，改变压强不能使平衡移动； 问题3：对于有气体参加的反应，仅改变压强，化学平衡一定移动吗？ 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 平衡向气体体积增大的方向移动 平衡不发生移动 思考：分析下列两种情况，平衡是否发生移动，如何移动？ 注意：充入”惰性气体” 恒容：总压增大，但各组分浓度不变，等效于压强不变，平衡不移动。 恒压：总体积增大，等效于减压，平衡向气体体积增大的方向移动。 任务四 探究温度对化学平衡的影响 ∆H ＝−56.9 kJ/mol 2NO2(g) N2O4(g) 其他条件不变时：升高温度，平衡向逆反应方向移动 降低温度，平衡向正反应方向移动 定性分析 无色 红棕色 P37实验2-3 思考：是否符合之前总结的变化规律？ 平衡向减弱这种改变的方向移动 溶液变为黄绿色 溶液由黄绿色变为蓝绿色 在其他条件不变时，升高温度平衡向正反应移动 在其他条件不变时，降低温度平衡向逆反应移动 任务四 探究温度对化学平衡的影响 定性分析 P56 实验1： 任务四 探究温度对化学平衡的影响 实验结论：其他条件不变时， 升高温度，会使化学平衡向吸热反应方向移动 降低温度，会使化学平衡向放热反应方向移动 实验1： 其他条件不变时：升高温度，平衡向逆反应方向移动 降低温度，平衡向正反应方向移动 实验2：[Cu(H2O)4] 2+ + 4Cl− [CuCl4]− + 4H2O 其他条件不变时：升高温度，平衡向正反应方向移动 降低温度，平衡向逆反应方向移动 （吸热） （放热） （吸热） （放热） 2NO2(g) N2O4(g) ∆H<0 ∆H>0 任务四 探究温度对化学平衡的影响 实验结论：其他条件不变时， 升高温度，会使化学平衡向吸热反应方向移动 降低温度，会使化学平衡向放热反应方向移动 结果：削弱而不抵消 如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理。 勒夏特列 勒夏特列原理 （1850—1936） 反应的移动方向总是想对抗外界条件的改变 老子：天之道，损有余而补不足（自然的法则，是损减有余来补充不足） 加入催化剂会使化学平衡发生移动吗？ 催化剂可以同等程度地改变正、逆反应速率，因此对化学平衡的移动没有影响，但可以改变反应达到平衡所需的时间。 想一想 加入催化剂不改变Q与K，即始终Q=K，因此平衡不发生移动。 整理与归纳 改变反应条件 化学平衡移动方向 移动规律 增大反应物浓度 向正反应方向 减小反应物浓度 向逆反应方向 增大生成物浓度 向逆反应方向 减小生成物浓度 向正反应方向 增大压强 向气体分子数减小方向 减小压强 向气体分子数增大方向 升高温度 向吸热反应方向 降低温度 向放热反应方向 向减少反应物浓度的方向 向增大反应物浓度的方向 向减少生成物浓度的方向 向增大生成物浓度的方向 向降低温度的方向 向升高温度的方向 向减小压强的方向 向增大压强的方向 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 小结 利用化学平衡移动原理，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应，尽可能地让化学反应按照人们的需要进行。 在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。 学以致用 合成氨工艺条件的选择 N2 + 3H2 2NH3 ∆H<0 2.8:1 原料 产品 尽可能快 尽可能多 如何加快化学反应速率 如何提高反应的限度 放热反应，升温， K减小 吸热反应，升温， K增大 学以致用 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 学以致用 25 $$