内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第2节 化学平衡
第3课时 影响化学平衡的因素
人教版选择性必修第一册
揭示目标
1.了解化学平衡移动的概念。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.能利用平衡常数和浓度商的关系判断平衡移动的方向。
3.能根据温度、浓度、压强对化学平衡的影响,推测平衡移动的方向及相关物理量的变化。
3.理解勒夏特列原理。
4.能运用化学反应的速率图像,分析平衡移动的方向。
学习目标
2
新课导入
在一定条件下,当一个可逆反应达到平衡状态后,如果改变浓度、温度、压强等条件,化学平衡状态是否变化?如何变化?
一定条件下的化学平衡
条件改变
反应速率改变
平衡被破坏 非平衡状态
一段时间后
新条件下的
新化学平衡
v正= v逆
反应混合物中各组分的浓度恒定
v正≠ v逆
反应混合物中各组分的浓度发生变化
v'正= v'逆
反应混合物中各组分的浓度恒定
破坏旧平衡
建立新平衡
化学平衡的移动
Q = K
Q ≠ K
三、影响化学平衡的因素
1.化学平衡的移动:
外界条件发生变化,导致正逆反应速率不相等,需建立新平衡。
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.化学平衡移动的原因:
3.化学平衡移动的方向:
平衡向正反应方向移动
平衡向逆反应方向移动
旧平衡未被破坏,平衡不移动
v正> v逆:
v正< v逆:
v正= v逆:
条件改变
4.影响化学平衡的因素:
同影响化学反应速率的因素
浓度、温度、压强、催化剂
Q=K
Q<K
Q>K
三、影响化学平衡的因素
(1)浓度对化学平衡的影响
[实验2-1]:向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL0.015 mol/L KSCN溶液,溶液呈红色。
Fe3+ + 3SCN- ⇋ Fe(SCN)3
(红色)
(无色)
(浅黄色)
5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN 溶液
和 5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3 溶液混合
三、影响化学平衡的因素
(1)浓度对化学平衡的影响
[实验2-1]: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1 mol/L KSCN溶液,观察试管b、c中溶液颜色变化,并均与试管a对比。
平衡后均分在a、b、c三支试管中
加入
少量铁粉
滴入4滴1mol·L-1 KSCN 溶液
对照组
a
b
c
Fe3+ + 3SCN- ⇋ Fe(SCN)3
(红色)
(无色)
(浅黄色)
三、影响化学平衡的因素
(1)浓度对化学平衡的影响
现象:
b:溶液红色明显变浅
c:溶液红色明显加深
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
结论:
减小C生成物增大C生成物?
思考与讨论P37
在其他条件不变时,
①增大C反应物或减小C生成物,V(正)>V(逆)化学平衡向正反应方向移动;
②减小C反应物或增大C生成物,V(正)<V(逆)化学平衡向逆反应方向移动。
浓度的改变会导致浓度商的改变,但 K 不变,使 Q≠K ,从而导致平衡移动。但浓度的改变不一定会使化学平衡发生移动。
微提醒
K只受温度影响
三、影响化学平衡的因素
(1)浓度对化学平衡的影响
更多模版:亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com
10
v
t
0
v(正)
v(逆)
t1
t2
v(正)
v(逆)
t3
平衡1
平衡2
①开始时,加入反应物,v(正)最大;v(逆)=0。
②反应开始后,v(正)减小;v(逆)增大。
③t1时,v(正)=v(逆),反应达到平衡。
④t2时,加入反应物,v(正)瞬间增大;v(逆)不变。随后v(正)减小;v(逆)增大。
⑤t3时,v(正)=v(逆),反应再次达到平衡。
建立新平衡的过程中v(正) > v(逆),
平衡向正反应方向移动
三、影响化学平衡的因素
增大反应物浓度v-t图
在其他条件不变时,
①增大C反应物或减小C生成物,化学平衡向正反应方向移动;
②减小C反应物或增大C生成物,化学平衡向逆反应方向移动。
三、影响化学平衡的因素
(1)浓度对化学平衡的影响
更多模版:亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com
12
1.在密闭容器中进行反应:CO2(g)+C(s) ⇋2CO(g) △H > 0达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化?
(1)增大c(CO2),平衡 ,c(CO) 。
(2)加入更多碳,平衡 ,c(CO) 。
(3)增大c(CO),平衡 ,c(CO2) 。
正向移动
增大
逆向移动
增大
不移动
不变
当堂检测
2.在溶液中进行反应: FeCl3 + 3KSCN ⇋Fe(SCN)3 + 3KCl,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化?
(1)加入FeCl3固体,平衡 ,c(KSCN) 。
(2)加入Fe(SCN)3固体,平衡 ,c(KCl) 。
(3)加入KCl固体,平衡 ,c(KSCN) 。
正向移动
减小
不移动
不变
逆向移动
减小
当堂检测
(1)增加固体或纯液体的量平衡不移动。
(2)只要是增大浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减小浓度,新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。
(3)反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,该物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化率提高。
(4)只有改变实际参加反应的离子浓度对平衡才有影响。
归纳总结
三、影响化学平衡的因素
(2)压强对化学平衡的影响
实验2-2:
如图所示,用50 mL注射器吸入约20 mL NO2与N2O4的混合气体
(使注射器的活塞处于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。
(红棕色)
(无色)
2NO2(g) N2O4(g)
更多模版:亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com
16
三、影响化学平衡的因素
(2)压强对化学平衡的影响
实验 体系压强增大 体系压强减小
现象
解释
颜色先变深,后变浅,
但比原来深
颜色先变浅,后变深,
但比原来浅
先变深: C(NO2)瞬间增大
又变浅: 压强增大,平衡右移C(NO2)又减小,但比原来大
先变浅: C(NO2)瞬间减小
又变深:压强减小,平衡左移,C(NO2)又增大,但比原来小
m A(g) + n B(g) ⇋ p C(g) + q D(g)
对于有气体参加的可逆反应:
若m+n≠p+q,
增大压强(减小容器的容积),平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强(增大容器的容积),平衡向气体体积增大的方向移动。
三、影响化学平衡的因素
(2)压强对化学平衡的影响
若m+n=p+q,
对于反应后气体的总体积不变的可逆反应,改变压强,平衡不移动
固态或液态物质的体积受压强影响很小,可以忽略不计。
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移动。
v
t
0
v(正)
v(逆)
t1
t2
v(正)’
v(逆)’
t3
平衡1
平衡2
aA(g)+bB(g) ⇋ cC(g) (a+b>c)
t2时,加压,v(正)、v(逆)均增大,
但v(正)增加的更多,v(正)’>v(逆)’,
平衡向正反应方向移动,T3时达到新的平衡。
加压,平衡向气体系数和减小的方向移动。
三、影响化学平衡的因素
增大压强v-t图
v
t
0
v(正)
v(逆)
t1
t2
v(逆)’
v(正)’
t3
平衡1
平衡2
aA(g)+bB(g) ⇋ cC(g) (a+b>c)
t2时,减压,v(正)、v(逆)均减小,
但v(正)减小的更多,v(正)’<v(逆)’,
平衡向逆反应方向移动,T3时达到新的平衡。
减压,平衡向气体系数和增大的方向移动。
三、影响化学平衡的因素
减小压强v-t图
v
t
0
v(正)
v(逆)
t1
t2
平衡1
aA(g)+bB(g) ⇋ cC(g) (a+b=c)
t2时,加压,v(正)、v(逆)均增大,
且增加的幅度相同,v(正)’=v(逆)’,
平衡不移动。
t2时,减压,v(正)、v(逆)均减小,
且减小的幅度相同,v(正)’=v(逆)’,
平衡不移动。
三、影响化学平衡的因素
等体体系改变压强v-t图
m A(g) + n B(g) ⇋ p C(g) + q D(g)
对于有气体参加可逆反应:
改变压强v-t图
(1)若m+n>p+q
(2)若m+n<p+q
(3)若m+n=p+q
思考与讨论P38
三、影响化学平衡的因素
(3)温度对化学平衡的影响
2NO2(g) ⇌ N2O4(g) ∆H = -56.9 kJ/mol
红棕色
无色
实验2-3:
如图所示,把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶里,
然后用弹簧夹夹住乳胶管;把一只烧瓶浸泡在热水中,另一只浸泡在冰水中。观察混合气体的颜色变化。
实验 浸泡在热水中 浸泡在冷水中
现象
移动方向
结论
颜色
变浅
颜色
加深
向逆反应方向移动
向正反应方向移动
其他条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动
其他条件不变时,降低温度,化学平衡向放热反应方向移动
2NO2(g) ⇌ N2O4(g) ∆H = -56.9 kJ/mol
红棕色
无色
三、影响化学平衡的因素
(3)温度对化学平衡的影响
1.吸热方向的反应速率受温度的影响较大。
2.K只受温度影响,温度的改变肯定会导致K的改变:
平衡正移,K值增大;平衡逆移,K值减小。
3.温度改变,K值一定变,平衡一定发生了移动;
而平衡发生移动,K不一定变化。
注意
更多模版:亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com
26
v
t
0
t1
t2
v(正)
v(逆)
t3
平衡1
平衡2
①t1时,v(正)=v(逆),反应达到平衡。
②t2时,升高温度,v(正)、v(逆)均瞬间增大。
若ΔH > 0,v(正)(吸热方向)增加的更多。随后v(正)减小,v(逆)增大。
③t3时,v(正)=v(逆),反应再次达到平衡。
建立新平衡的过程中v(正) > v(逆),
平衡向正反应方向移动
三、影响化学平衡的因素
升高温度v-t图
v
t
0
t1
t2
v(逆)
v(正)
t3
平衡1
平衡2
①t1时,v(正)=v(逆),反应达到平衡。
②t2时,降低温度,v(正)、v(逆)均瞬间减小。若ΔH > 0,v(正)(吸热方向)减小的更多。随后v(逆)减小,v(正)增大。
③t3时,v(正)=v(逆),反应再次达到平衡。
建立新平衡的过程中v(正) < v(逆),
平衡向逆反应方向移动
三、影响化学平衡的因素
降低温度v-t图
v
t
0
t1
t2
v(逆)
v(正)
t3
平衡1
平衡2
①t1时,v(正)=v(逆),反应达到平衡。
②t2时,升高温度,v(正)、v(逆)均瞬间增大。若ΔH < 0,v(逆)(吸热方向)增加的更多。随后v(逆)减小,v(正)增大。
③t3时,v(正)=v(逆),反应再次达到平衡。
建立新平衡的过程中v(逆) > v(正),
平衡向逆反应方向移动
三、影响化学平衡的因素
升高温度v-t图
v
t
0
t1
t2
v(正)
v(逆)
t3
平衡1
平衡2
①t1时,v(正)=v(逆),反应达到平衡。
②t2时,降低温度,v(正)、v(逆)均瞬间减小。若ΔH < 0,v(逆)(吸热方向)减小的更多。随后v(正)减小,v(逆)增大。
③t3时,v(正)=v(逆),反应再次达到平衡。
建立新平衡的过程中v(正) < v(逆),
平衡向逆反应方向移动
三、影响化学平衡的因素
降低温度v-t图
三、影响化学平衡的因素
aA+bB ⇋ cC+dD ΔH>0
aA+bB⇋cC+dD ΔH<0
升温
降温
升温
降温
改变温度v-t图
ν′正= ν′逆
ν′正= ν′逆
三、影响化学平衡的因素
(4)催化剂对化学平衡的影响
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。从而提高单位时间内的产量。
勒夏特列原理
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问移动。
这就是勒夏特列原理,也称化学平衡移动原理。
三、影响化学平衡的因素
归纳总结
改变的外界条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动
压强
(有气体参加的反应) 反应前后气
体体积改变 增大压强(减小容器的容积) 向气体分子总数减小的方向移动
减小压强(增大容器的容积) 向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动
温度 升高温度 向吸热反应方向移动
降低温度 向放热反应方向移动
催化剂 同等程度地改变v正、v逆,平衡不移动
1.从一种植物的花中提取的一种有机物可用HIn表示,在溶液中存在电离平衡:HIn(红色) H++In-(黄色),故可用作酸碱指示剂。在该有机物的水溶液中加入下列物质,能使其显黄色的是( )
A.HCl气体
B.碳酸钠
C.氯化钠
D.过氧化钠
B
当堂检测
2.一定温度下,反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,一段时间后达到平衡,下列措施不能使平衡发生移动的是 ( )
①增加C的量
②保持容器容积不变,充入N2使体系压强增大
③将容器的容积缩小一半
④保持压强不变,充入N2使容器容积变大
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
A
当堂检测
3.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB (g)zC(g),平衡时测得A的浓度为0.5 mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积缩小为原来的一半,再次达到平衡时,测得A的浓度为0.8 mol·L-1。下列叙述正确的是( )
A.x+y>z
B.C的浓度减小
C.B的转化率减小
D.平衡常数增大
A
当堂检测
4. 一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:
m A (g) + n B (g) p C (g)
达到平衡后,温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时,C的浓度为原来的1.8倍,则下列说法正确的是( )
A. m + n > p
B. A 的转化率降低
C. 平衡向正反应方向移动
D. C的体积分数增加
B
当堂检测
38
5.一定温度下,反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,一段时间后达到平衡,下列措施不能使平衡发生移动的是( )
①增加C的物质的量
②保持容器容积不变,充入He使体系压强增大
③将容器的容积缩小一半
④保持压强不变,充入He使容器容积变大
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
A
当堂检测
39
6.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
当堂检测
40
感谢聆听
每天进步一点点,每天努力不止一点点。
Lavf58.29.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
Lavf58.29.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
$$