第2章 第2节 第3课时 影响化学平衡的因素-【精彩三年】2024-2025学年高中化学选择性必修1课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

第二节　化学平衡 第3课时　影响化学平衡的因素 第二章　化学反应速率与化学平衡 目录 CONTENTS 教材整体初识 构建与探源 命题整体感知 尝试与研析 01 02 学习目标 评价目标 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 2．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 3．能利用平衡常数和浓度商的关系判断平衡移动的方向 1．从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，改变浓度、压强、温度、催化剂，平衡将会发生移动而建立新的平衡 2．从Q与K的关系及浓度、压强对可逆反应速率的影响，分析理解化学平衡的移动 3．通过实验论证说明浓度、压强、温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理) 教材整体初识 构建与探源 01 1．浓度对化学平衡的影响 (1)实验探究 知识点一　化学平衡的移动 知识点一　化学平衡的移动 变浅 逆反应方向 变深 正反应方向 逆反应方向 正反应方向 (2)浓度对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时： ①c(反应物)增大或c(生成物)减小，平衡向正反应方向移动。 ②c(反应物)减小或c(生成物)增大，平衡向逆反应方向移动。 知识点一　化学平衡的移动 2．压强对化学平衡的影响 (1)实验探究 知识点一　化学平衡的移动 知识点一　化学平衡的移动 实验 现象 活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处，混合气体的颜色先________又逐渐________ 活塞由Ⅱ处推到Ⅰ处，混合气体的颜色先________又逐渐________ 变浅 变深 变深 变浅 知识点一　化学平衡的移动 实验 结论 活塞往外拉，管内容积增大，气体的压强________，c(NO2)减小使混合气体的颜色变浅，但随后混合气体的颜色又逐渐变深，说明平衡向__________方向移动使c(NO2)又逐渐增大；活塞往里推，管内容积减小，气体的压强________，c(NO2)增大使混合气体的颜色变深，但随后混合气体的颜色又逐渐变浅，说明平衡向__________方向移动使c(NO2)又逐渐减小 减小 逆反应 增大 正反应 (2)压强对化学平衡的影响规律(其他条件不变) 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________使化学平衡发生移动。 无气体参与的反应：当平衡混合物中都是固态或液态物质时，改变压强，化学平衡一般不发生移动。 知识点一　化学平衡的移动 气体分子数减小 气体分子数增大 不能 3．温度对化学平衡的影响 (1)实验探究 知识点一　化学平衡的移动 知识点一　化学平衡的移动 实验现象 浸泡在冷水中的烧瓶内的气体红棕色________ 浸泡在热水中的烧瓶内的气体红棕色________ 实验结论 体系受热颜色加深，说明c(NO2)增大，即平衡向____________方向移动；体系冷却颜色变浅，说明c(NO2)减小，即平衡向____________方向移动 (2)温度对化学平衡的影响 在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向____________方向移动；降低温度，会使化学平衡向____________方向移动。 变浅 变深 吸热反应 放热反应 吸热反应 放热反应 知识点一　化学平衡的移动 4．催化剂对化学平衡的影响 由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，因此它对化学平衡的移动无影响，即催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成、平衡常数K及反应物转化率，但使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。 知识点二　勒夏特列原理(化学平衡移动原理) 1．内容：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)，平衡将向着能够________这种改变的方向移动。 2．适用范围：适用于任何动态平衡体系(将在第三章学到的电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 3．应用：在化学工业和环境保护等领域有十分重要的应用，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应。 减弱 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)升高温度，化学平衡一定发生移动。(　　) (2)平衡向正反应方向移动过程中，v正不断地增大。(　　) (3)不论恒温恒容，还是恒温恒压容器，加入稀有气体，平衡皆发生移动。(　　) (4)向平衡体系FeCl3＋3KSCN⥫⥬Fe(SCN)3＋3KCl中加入少量KCl，平衡向逆反应方向移动。(　　) 探本思辨 √ × × × (5)压缩容器后，容器中的气体反应存在的化学平衡一定发生移动。(　　) (6)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动。(　　) 探本思辨 × × 2．将1 mol N2和3 mol H2充入某固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0并达到平衡。改变条件，下列关于平衡移动的说法正确的是(　　) 探本思辨 选项 改变条件 平衡移动方向 A 使用适当的催化剂 平衡向正反应方向移动 B 升高温度 平衡向逆反应方向移动 C 再向容器中充入1 mol N2和3 mol H2 平衡不移动 D 向容器中充入氦气 平衡向正反应方向移动 B 【解析】 催化剂可以同等程度地改变正、逆反应速率，使用适当的催化剂，平衡不移动，A错误；正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡向逆反应方向移动，B正确；再向容器中充入 1 mol N2和3 mol H2，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，C错误；向容器中充入氦气，由于容器的容积不变，N2、H2和NH3的浓度均不变，平衡不移动，D错误。 探本思辨 3．[2023·嘉兴一中检测]已知反应：CO(g)＋3H2(g)⥫⥬CH4(g)＋H2O(g)。起始以物质的量之比为1∶1充入反应物，不同压强条件下，H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为▲)。下列有关说法正确的是(　　) A．升高温度，平衡逆向移动 B．N点时的反应速率一定比M点时的大 C．降低温度，H2的转化率可达到100% D．增大压强，平衡逆向移动 探本思辨 A 【解析】 根据题图，随着温度的升高，H2的平衡转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，A项正确；N点压强大于M点，M点温度高于N点，因此无法确定两点反应速率的大小，B项错误；此反应是可逆反应，不能完全进行到底，C项错误；由题图可知，相同温度下，压强增大，H2的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，D项错误。 探本思辨 命题整体感知 尝试与研析 02 类型一　从速率变化角度分析外界条件对化学平衡的影响 1．从v-t图像认识浓度对平衡的影响 化学平衡 aA＋bB⥫⥬cC＋dD(A、B、C、D为非固体) 体系浓 度变化 增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 减小反应物浓度 速率 变化 v(正)瞬间增大，v(逆)瞬间不变， v′(正)>v′(逆) v(逆)瞬间增大， v(正)瞬间不变，v′(逆)>v′(正) v(逆)瞬间减小，v(正)瞬间不变，v′(正)>v′(逆) v(正)瞬间减小，v(逆)瞬间不变， v′(逆)>v′(正) 类型一　从速率变化角度分析外界条件对化学平衡的影响 平衡移 动方向 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动 v-t 图像 规律 在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动 类型一　从速率变化角度分析外界条件对化学平衡的影响 2．从v-t图像认识压强对化学平衡的影响 化学平衡 aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g) 计量关系 a＋b>c＋d a＋b<c＋d 压强变化 增压 减压 增压 减压 速率变化 v(正)、v(逆)同时增大，v′(正) >v′(逆) v(正)、v(逆)同时减小，v′(逆)>v′(正) v(正)、v(逆)同时增大，v′(逆)>v′(正) v(正)、v(逆)同时减小，v′(正)>v′(逆) 平衡移 动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 类型一　从速率变化角度分析外界条件对化学平衡的影响 v-t 图像 规律 在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动 类型一　从速率变化角度分析外界条件对化学平衡的影响 3．从v-t图像认识温度对化学平衡的影响 化学平衡 aA＋bB⥫⥬cC＋dD　ΔH>0 温度改变 升温 降温 速率变化 v(正)、v(逆)同时增大，且v′(正)>v′(逆) v(正)、v(逆)同时减小，且v′(逆) >v′(正) 移动方向 正向移动 逆向移动 类型一　从速率变化角度分析外界条件对化学平衡的影响 v-t 图像 规律 在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动 典例研析 例题 一定条件下，反应A(g)＋B(g)⥫⥬C(g)　ΔH<0达到平衡，根据下列图像回答问题。 典例研析 (1)升高温度，达到新平衡的是______(填“A”“B”“C”“D”或“E”，下同)，新平衡中C的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (2)减小压强，达到新平衡的是______，A的转化率________。 (3)减小C的量，达到新平衡的是______。 (4)增加A的量，达到新平衡的是______，此时B的转化率________，A的转化率________。 (5)使用催化剂，达到新平衡的是______，C的质量分数________。 B 减小 C 减小 E A 增大 减小 D 不变 典例研析 【解析】 A图v′(正)突增，v′(逆)从原平衡渐增，故为增大反应物浓度；B图v′(逆)、v′(正)均突增，且v′(逆)>v′(正)，故为升温[若加压，v′(正)>v′(逆)]；C图v′(逆)、v′(正)均突减，故为改变温度或压强，由v′(逆)>v′(正)知为减压；D图v′(逆)＝v′(正)，故为使用催化剂；E图v′(逆)突减，v′(正)从原平衡逐渐减小，故为减小生成物浓度。 巩固与变化 1．一定温度下，可逆反应：aX(g)＋bY(g)⥫⥬cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t0时刻改变某一外界变化，化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。则下列说法正确的是(　　) A．若a＋b＝c，则t0时刻只能是增大容器的压强 B．若a＋b＝c，则t0时刻只能是加入催化剂 C．若a＋b≠c，则t0时刻只能是增大容器的压强 D．若a＋b≠c，则t0时刻只能是加入催化剂 D 巩固与变化 【解析】 由图像可知，t0时刻改变条件后正、逆反应速率同等程度增大，但平衡不移动，若a＋b＝c，则t0时刻可以是增大压强或使用催化剂；若a＋b≠c，则t0时刻只能是使用催化剂，D项正确。 巩固与变化 2．[2023·温州中学检测]反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0在某一时间段内反应速率与反应时间的曲线关系如图所示。 (1)氨的质量分数最高的一段时间是______(填字母)。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 (2)t1、t3、t4改变的条件分别是 t1____________；t3______________；t4____________。 A 升高温度 使用催化剂 减小压强 巩固与变化 【解析】 (1)平衡移动时，都是逆向移动，所以最初时的氨的质量分数最高。(2)t1时，v正、v逆均突增，且v逆>v正，改变的条件是升温；t3时，v正＝v逆，改变的条件是使用催化剂；t4时，v正、v逆均突减，且v逆>v正，改变的条件是减小压强。 类型二　化学平衡的移动与应用 1．解化学平衡移动类题的一般方法 化学平衡的实质是v正＝v逆≠0，因此只要外界条件改变导致v正≠v逆，化学平衡就会发生移动。因此判断化学平衡移动方向的一般方法是运用勒夏特列原理分析外界条件的改变对正反应速率和逆反应速率影响程度的相对大小，然后判断平衡是否发生移动及移动的方向。解题思路一般如下： 类型二　化学平衡的移动与应用 类型二　化学平衡的移动与应用 2．“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 典例研析 例题 反应3Fe(s)＋4H2O(g)⥫⥬Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，请回答下列问题。 (1)增加Fe的量，其正反应速率________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡______(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，下同)移动。 (2)将容器的容积缩小一半，其正反应速率________，平衡______移动。 不变 不 增大 不 典例研析 (3)保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率________，平衡______移动。 (4)保持容器容积不变，充入水蒸气，其正反应速率________，平衡________________移动。 不变 不 增大 向正反应方向 典例研析 【解析】 (1)铁是固体，增加Fe的量，其正反应速率不变，平衡不移动。(2)将容器的容积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动。(3)保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动。(4)保持容器容积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。 巩固与变化 1．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．在溴水中存在平衡：Br2＋H2O⥫⥬HBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅 B．氯化铁溶液加铁粉后颜色变浅 C．反应CO(g)＋NO2(g)⥫⥬CO2(g)＋NO(g)　ΔH＜0，升高温度，平衡向逆反应方向移动 D．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＜0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施 B 巩固与变化 【解析】 A项，向溴水中加入NaOH溶液，NaOH会与HBr和HBrO发生中和反应，从而使HBr和HBrO的浓度降低，平衡右移，所以Br2浓度减小，颜色变浅，可用勒夏特列原理解释；B项，FeCl3与Fe发生反应使溶液颜色变浅，不是可逆反应，不能用勒夏特列原理解释；C项，由于该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即逆向移动，可用勒夏特列原理解释；D项，正反应是气体体积减小的放热反应，降温和加压都能使平衡正向移动，可用勒夏特列原理解释。 巩固与变化 (1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈______色。 (2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀硫酸，则溶液呈______色。 (3)向原溶液中逐渐加入足量Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡____________(填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将____________________________。 黄 橙 向右移动 由橙色逐渐变浅，直至无色 巩固与变化 巩固与变化 3．反应A(g)⥫⥬B(g)＋C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050 mol·L-1。温度T1和T2条件下，A的浓度与时间的关系如图所示。试回答下列问题。 (1)上述反应的温度T1______(填“＞”“＜”或“＝”，下同)T2，平衡常数K(T1)______K(T2)。 (2)温度为T2时，5 min后反应达到平衡状态，A的转化率为70%，则反应的平衡常数K≈______________(结果精确到0.001)。 < < 0.082 巩固与变化 【解析】 (1)温度为T2时反应达到平衡所用的时间短，所以T1＜T2；温度越高，平衡时c(A)越小，可判断该反应的正反应为吸热反应，则升高温度K增大，即K(T1)<K(T2)。 (2)　　　　　　　　A(g)⥫⥬B(g)　＋　C(g) 起始浓度/(mol·L-1) 0.050 0 　　　0 转化浓度/(mol·L-1) 0.035 0.035 0.035 平衡浓度/(mol·L-1) 0.015 0.035 0.035 课后请完成高效作业9 感谢聆听，再见！ 实验原理 实验 操作 向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.015 mol/L KSCN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，分别进行如下操作： 现象与 结论 与试管a相比，试管b中溶液颜色________，平衡向______________移动 与试管a相比，试管c中溶液颜色________，平衡向______________移动 理论 解释 加入铁粉发生反应：Fe＋2Fe3+===3Fe2+，Fe3+浓度减小，Q＝增大，Q＞K，平衡向______________移动 c(SCN－)增大，Q＝减小，Q＜K，平衡向______________移动 实验 原理 2NO2(g)⥫⥬N2O4(g) (红棕色) (无色) 实验 操作 如图所示，用50 mL注射器吸入20 mL NO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于Ⅰ处)，将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处，观察管内混合气体颜色的变化。当反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时，观察管内混合气体颜色的变化 实验原理 　ΔH＝－56.9 kJ·mol-1 实验操作 把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶，然后用弹簧夹夹住乳胶管，将它们分别浸泡在盛有热水、冷水的大烧杯中，观察两个烧瓶里混合气体颜色的变化 　 　 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。 2．在水溶液中橙色的Cr2O与黄色的CrO有平衡关系：Cr2O＋H2O ⥫⥬2CrO＋2H＋，把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。 【解析】 加碱中和溶液中的H＋，平衡右移，溶液中的c(CrO)增大；加酸使平衡左移，溶液中的c(Cr2O)增大；加Ba(NO3)2，发生的反应为Ba2+＋CrO===BaCrO4↓(黄色)，平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。 K＝≈0.082。 $$