内容正文:
专题2 化学反应速率与化学平衡
第三单元 化学平衡的移动
2.3.1 浓度、压强变化对化学平衡的影响
核心素养目标
变化观念与平衡思想:
认识化学平衡是动态平衡,当外界条件(浓度、压强)改变时,平衡会发生移动并建立新的平衡状态。
证据推理与模型认知:
基于实验数据和反应原理,推理浓度、压强变化对平衡移动的影响规律,培养逻辑推理能力。
宏观辨识与微观探析:
通过实验中溶液颜色变化等宏观现象,推知微观粒子浓度的变化及平衡移动的方向,建立宏观现象与微观本质的联系。
教学重难点
重点
浓度、压强变化对化学平衡移动的影响规律。
判断浓度和压强改变后化学平衡移动的方向。
难点
化学平衡移动的分析方法,如运用浓度商 Qc 与平衡常数 K 的关系判断平衡移动方向。
压强变化对不同气体分子数反应的平衡移动影响的理解,尤其是充入惰性气体等特殊情况对平衡的影响。
课前导入
大家是否注意过一些生活中的化学现象呢?比如,在制糖工业中,有时会通过改变条件来促进反应向生成蔗糖的方向进行。再比如,我们喝的碳酸饮料,打开瓶盖时会有大量气泡冒出,这其实也与化学平衡的移动有关。
一瓶K2Cr2O7溶液,它呈现出漂亮的橙色。现在,向其中滴加几滴 NaOH 溶液,大家仔细观察溶液颜色的变化…… 看,溶液变成了黄色!这是为什么呢?再向黄色溶液中滴加 HNO3溶液,溶液又变回了橙色。这里面蕴含着怎样的化学原理呢?
01
浓度变化对化学平衡的影响
化学平衡的移动
从一个平衡状态变为另一个平衡状态,称为化学平衡的移动。化学平衡的移动,就是改变外界条件,破坏原有的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程
一定条件下的化学平衡v正=v逆≠0,各组分浓度保持一定
平衡被破坏,v正≠v逆,各组分浓度不断变化
新条件下的新平衡v′正=v′逆≠0,各组分浓度再次保持一定
化学平衡移动
本质:正、逆反应速率发生不同程度的改变
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
平衡状态Ⅲ
改变条件
改变条件
化学平衡移动的方向
外界条件改变
v正>v逆
v正<v逆
v正=v逆
平衡向正反应方向移动
平衡向逆反应方向移动
平衡不移动
浓度变化对化学平衡移动的影响
已知黄色的铬酸根离子()和橙色的重铬酸根离子()在溶液中存在如下平衡:
+2H++H2O
进行以下实验,记录实验结果,并分析改变反应物的浓度对平衡移动的影响。
【实验1】向试管中加入4 mL 0.1 mol·L-1K2CrO4溶液,再滴加数滴1 mol·L-1HNO3溶液,观察溶液颜色的变化。
【实验2】将上述溶液分成两份,向其中一份中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液,观察溶液颜色的变化,并和另一份溶液作对比。
浓度变化对化学平衡移动的影响
实验现象及结论
→实验现象:
实验1中溶液由橙色变为黄色,实验2中加入HNO3的试管中溶液由黄色变为橙色,另一份不变色
→实验结论:
对于反应(黄色)+2H+(橙色)+H2O
增大H+的浓度,平衡向正反应方向移动的浓度增大,溶液逐渐变为橙色;滴加NaOH溶液,OH-与H+反应,H+浓度减小,平衡向逆反应方向移动,的浓度增大,溶液逐渐变为黄色
浓度对化学平衡的影响的分析
t1时刻,增大反应物浓度
v正先增大,v逆后增大
平衡向正反应方向移动
mA + nB pC + qD(A、B、C、D均不是固体和液体纯物质)
mA + nB pC + qD(A、B、C、D均不是固体和液体纯物质)
t1时刻,减小反应物浓度
v正先减小,v逆后减小
平衡向逆反应方向移动
浓度对化学平衡的影响的分析
mA + nB pC + qD(A、B、C、D均不是固体和液体纯物质)
t1时刻,增大生成物浓度
v逆先增大,v正后增大
平衡向逆反应方向移动
浓度对化学平衡的影响的分析
mA + nB pC + qD(A、B、C、D均不是固体和液体纯物质)
t1时刻,减小生成物浓度
v逆先减小,v正后减小
平衡向正反应方向移动
浓度对化学平衡的影响的分析
浓度商及其应用
→浓度商的概念:
在任意时刻,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,称为浓度商,常用Qc表示。
→浓度商的表达式:
对于可逆反应: mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
浓度商Qc =
浓度商及其应用
以平衡常数的值为标准,可以通过比较浓度商与平衡常数的相对大小判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态,以及将向哪个方向进行最终建立新的平衡。
若Q>K:平衡向逆反应方向移动。
若Q=K:反应达到平衡状态,平衡不移动。
若Q<K:平衡向正反应方向移动。
条件改变
02
压强变化对化学平衡的影响
请写出下列可逆反应的平衡常数表达式,并根据反应物和生成物浓度的变化来分析:通过增大或减小反应容器的体积,以改变体系的压强,对下表中的平衡有何影响?
化学反应 Qc值变化 Qc与K
关系 平衡移动方向
N2O4(g)2NO2(g) 增大 Qc>K 逆向移动
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 减小 Qc<K 正向移动
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) 不变 Qc=K 不移动
压强改变与化学平衡移动间的关系
压强改变
浓度改变
反应速率改变
反应前后气体分子数目不相等:v′正≠v′逆
反应前后气体分子数目相等:v′正=v′逆
平衡发生移动
平衡不移动
引起
引起
压强变化对化学平衡的影响规律
对于可逆反应:aA(g)bB(g)
则平衡常数可表示为:K=,
在其他条件不变的情况下
①若a>b,增大压强,Qc<K,平衡向正反应方向(气体分子数减少的方向)移动。
②若a=b,改变反应体系的压强,Qc=K,平衡不发生移动。
③若a<b,增大压强,Qc>K,平衡逆反应方向(气体分子数减少的方向)移动。
压强对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n﹥p+q)
t1时刻,增大压强
Qc减小,Qc<K
平衡向正反应方向移动
压强对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n﹥p+q)
t1时刻,减小压强
Qc增大,Qc>K
平衡向逆反应方向移动
压强对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n<p+q)
t1时刻,增大压强
Qc增大,Qc>K
平衡向逆反应方向移动
压强对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n<p+q)
t1时刻,减小压强
Qc减小,Qc<K
平衡向正反应方向移动
压强对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n=p+q)
t1时刻,增大压强
Qc不变,Qc=K
平衡不移动
压强对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n=p+q)
t1时刻,减小压强
Qc不变,Qc=K
平衡不移动
恒温、恒容
充入He
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
总压增大,分压不变,平衡不移动
总压不变,但分压变小,平衡向气体化学计量数增大的方向移动(或反应前后气体的化学计量系数不变,则化学平衡不移动)
恒温、恒压
充入He
03
课堂小结
04
课堂练习
1.在一定条件下,反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到了平衡,改变某一条件,发生下述变化,其中可确定该平衡一定发生移动的是( )
A.v(SO2)增大
B.v(SO3)减小
C.O2的百分含量发生变化
D.SO3的质量不变
C
2.某温度下,体积一定的密闭容器中发生可逆反应:2X(g)+Y(s)3Z(g) ΔH=Q kJ·mol-1,下列说法正确的是( )
A.消耗2 mol X同时生成3 mol Z,说明反应达到了平衡状态
B.加入少量Y,正反应速率加快
C.气体的密度不变时,说明反应达到平衡状态
D.加入少量X,Q变大
C
3.一定温度下,向某容积可变的密闭容器中加入足量碳酸钙,发生反应:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),并达到平衡。下列说法正确的是( )
A.保持容器容积不变,充入He,平衡向逆反应方向移动
B.将容器容积增大为原来的2倍,当体系再次达到平衡时,气体密度不变
C.增加CaCO3(s)的物质的量,平衡向正反应方向移动,CO2的浓度增大
D.将容器容积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度为原来的2倍
B
4.某温度下反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=57.0,现向此温度下的真空容器中充入0.2 mol·L-1H2(g)、0.5 mol·L-1I2(g)及0.3 mol·L-1HI(g),则下列说法中正确的是( )
A.反应正好达平衡
B.反应向逆反应方向进行
C.反应向某方向进行一段时间后K<57.0
D.反应向某方向进行一段时间后c(H2)<0.2 mol·L-1
D
感谢您的聆听
Lavf58.20.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
$$