2.2 影响化学平衡的因素 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第3讲 影响化学平衡的因素 第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 人教版2019 高一 回忆：化学平衡状态的建立 各物质的浓度不再变化 不再相等 不再相等 原平衡状态破坏 平衡发生移动 新课导入 思考 从CO中毒抢救方案中，你对化学平衡状态有什么新的认识？ meiyangyang8602 抢救CO中毒的患者，应首先要让患者迅速脱离中毒环境，转移到通风、空气流通的地方，积极纠正缺氧，可以及时用鼻导管或者面罩给予高浓度氧气。同时尽快拨打120，转移至有高压氧舱治疗的医院，高压氧舱治疗是一氧化碳中毒的首选方法，应该及时尽快给予高压氧舱治疗，改善机体组织的缺氧。 人体血液中的血红蛋白(Hb)可与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。 若肺中吸入CO会发生反应 CO＋HbO2 O2＋HbCO， HbCO浓度达到HbO2浓度的0.02倍时，会使人智力受损。 改变外界条件，平衡状态会发生移动。 化学平衡的移动 一 1．含义：在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变浓度、温度、压强等反应条件，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种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。 化学平衡的移动 一 v正= v逆 条件改变 原化学平衡 平衡破坏 v正≠ v逆 一定时间后 v’正= v ’逆 新化学平衡 破坏旧平衡 建立新平衡 平衡移动 改变条件，v正、v逆均改变，平衡一定移动吗？ 不一定 2．图示： 化学平衡的移动 一 3．平衡移动方向 v正= v逆 条件 改变 原化学平衡 v正、 v逆 发生改变 v’正≠ v ’逆 v ’正> v ’逆 平衡向正反应方向移动 v ’正<v ’逆 平衡向逆反应方向移动 v ’正= v ’逆 平衡不移动 外界条件对化学平衡移动的影响是通过改变反应速率来实现的 影响化学平衡移动的因素 二 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。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。 影响化学平衡移动的因素 二 存在下列平衡： 红色 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 无色 浅黄色 红色 红色变浅 红色加深 试管编号 b c 步骤（1） 向试管b中加入少量铁粉 向试管c中滴加4滴1mol/L KSCN溶液 现 象 结 论 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 （浅黄色）（无色 ） （红色） 对Fe3++3SCN- Fe(SCN)3的化学平衡，分别增大c(SCN-)后，化学平衡向正反应方向移动； 向试管b中加入少量铁粉，由于Fe+2Fe3+=3Fe2+，减小了Fe3+的浓度，化学平衡向逆反应方向移动 溶液颜色比a试管中的浅 溶液颜色比a试管中的深 在上述反应体系中存在下列平衡： 【实验探究p56页】在K2Cr2O7存在如下平衡: Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+ （橙色） （黄色） 实验步骤 实验现象 结论 (1)向K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液 (2)滴加硫酸溶液 溶液变为黄色 溶液由黄色变为橙色 加入NaOH溶液,OH-中和H+,减小了氢离子浓度,使平衡向右移动,溶液黄色加深,化学平衡向正反应方向移动 滴加硫酸溶液,增大了氢离子浓度,使化学平衡向逆反应方向移动,溶液橙色加深。 思考与讨论 (1)化学平衡状态发生了变化，通过溶液颜色发生变化可以判断出化学平衡状态发生了变化。 (2)实验证明,当可逆反应达到平衡时，在其他条件不变的情况下， c(反应物)增大或c(生成物)减小，平衡向_______方向移动； c(反应物)减小或c(生成物)增大，平衡向_______方向移动。 正反应 逆反应 平衡向正反应方向移动 平衡向逆反应方向移动 ● ● v'正 v'逆 v'正=v'逆 ● ● v'正 v'逆 增大反应物的浓度 减小生成物的浓度 ● ● v'正 v'逆 ● ● v'正 v'逆 增大生成物的浓度 减小反应物的浓度 v'正=v'逆 v'正=v'逆 v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 浓度对化学平衡的影响——速率-时间关系图 影响化学平衡移动的因素 二 1）改变反应物浓度瞬间，只能改变正反应速率 改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率 2）改变浓度瞬间， 若v(正)>v(逆)，平衡向正反应方向移动 若v(逆)>v(正)，平衡向逆反应方向移动 3）新旧平衡速率比较： 增大浓度，v正、v逆都增大，新平衡速率大于旧平衡速率 减小浓度，v正、v逆都减小，新平衡速率小于旧平衡速率 由以上图示可以得出结论： 影响化学平衡移动的因素 二 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 K = 在等温条件下，平衡常数定值K Q<K 平衡向正反应方向移动 Q>K 平衡向逆反应方向移动 增大反应物浓度： 减小反应物浓度： Q>K 平衡向逆反应方向移动 Q<K 平衡向正反应方向移动 增大生成物浓度： 减小生成物浓度： (3)平衡体系： Q=K 可逆反应处于平衡状态 影响化学平衡移动的因素 二 浓度对化学平衡影响的注意点 ①对平衡体系中的固态和纯液态物质，其浓度可看作 一个常数，增加或减小固态或液态纯净物的量并不 影响V正、V逆的大小，所以化学平衡不移动。 ②在含两种或两种以上反应物的反应中，增大一种反应物的浓度，其他物质的转化率提高，而该物质的转化率通常降低。故在实际工业生产中往往增大成本较低的反应物的浓度，以提高成本较高的原料的转化率。降低成本。 影响化学平衡移动的因素 二 浓度对化学平衡影响的注意点 ③浓度对化学平衡的影响中的”浓度“是指与反应有关的气体或溶液中实际参加反应的离子的浓度，否则平衡不移动。 如在【实验2-1】中： 加入KCl固体 平衡不移动 加入KCl溶液 平衡向逆反应方向移动 1.试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”。 分析： Cl2溶解于水，存在溶解平衡。 溶解的部分Cl2能与水反应： Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO 课堂练习 2.H2O(g) +C(s) CO(g) + H2(g)，在密闭容器中进行。一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO浓度有何变化？ ①增大水蒸汽浓度 ②加入固体炭 ③增加H2浓度 正向移动，CO浓度增大 逆向移动，CO浓度减小 不移动，CO浓度不变 课堂练习 3.如图是合成氨的反应，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，速率随时间的变化关系图。 ①t0时反应从哪方开始？ ②t1、t2分别改变的 条件及平衡移动的方向？ t0 t1 t2 课堂练习 4.在某容器中，C(s) + H2O(g) ⇌ CO(g) + H2(g) 反应达平衡，在温度、容器体积不变的情况下，向容器中充入一定量的H2，当建立新平衡时（ ） A、CO、H2 的浓度都比原平衡时小 B、CO、H2 的浓度都比原平衡时大 C、H2O(g)、H2 的浓度都比原平衡时大 D、 H2O(g)、CO 的浓度都比原平衡时大 C 课堂练习 5．体积一定的恒温密闭容器中加入等物质的量的X、Y,进行如下可逆反应:X(g)+Y(g) Z(g)+W(s)　ΔH>0。下列叙述正确的是(　　) A.若继续充入X,平衡向正反应方向移动,Y的转化率增大 B.若继续充入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数减小 C.若移走部分W,平衡正向移动 D.平衡后移走X,上述反应的ΔH减小 A 解析:B项,通入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数增大。C项,W为固体,改变其用量,平衡不移动。D项,ΔH的大小与方程式中各物质的化学计量数及状态有关,与加入反应物的量无关。 课堂练习 6．合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH<0。反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中不正确的是(　　) A.容器容积不变,再充入CO B.容器的容积不变,及时移走CO2 C.增大H2O的浓度 D.减小H2的浓度 A 解析:一般来说,有两种及两种以上反应物的可逆反应中,在其他条件不变时,增大其中一种反应物的浓度,能使其他反应物的转化率升高,但其本身的转化率反而降低,故A项错误;及时移走CO2可减小CO2的浓度,使平衡正向移动,提高CO的转化率;增大H2O的浓度,平衡正向移动,可提高CO的转化率;减小产物浓度,平衡正向移动,可提高CO的转化率。 课堂练习 影响化学平衡移动的因素 二 2.压强对化学平衡的影响 (1) Q与K的关系定量分析 2NO2(g) N2O4(g) 同温度： 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时 通过计算Q2 ＝K/2 ， 即Q2 < K ,向正反应方移动 2P1 b a2 ＝ K Q1＝ 2a 2b 2b (2a)2 b 2a2 Q2＝ ＝ 影响化学平衡移动的因素 二 (1) Q与K的关系定量分析 2NO2(g) N2O4(g) 同温度： 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 扩大容积至2V 时 通过计算Q2 ＝2 K ， 即Q2 ＞ K 向逆反应方移动 b a2 ＝ K Q1＝ P1 1 2 a 1 2 b 1 2 b ( a)2 ＝ 2b a2 Q2＝ 1 2 1 2 影响化学平衡移动的因素 二 (2)实验探究【2-2】 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 影响化学平衡移动的因素 二 (2)实验探究【2-2】 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 实验 体系压强增大 体系压强减小 现象 解释 颜色先变深，后又变浅 颜色先变浅，后又变深 变深: C(NO2)瞬间增大 又变浅: 压强增大，平衡向正反应方向移动，C(NO2)又减小 C(NO2)比原平衡要大 变浅: C(NO2)瞬间减小 又变深:压强减小，平衡向逆反应方向移动，C(NO2)又增大 C(NO2)比原平衡要小 正反应方向：气体分子数减小的反应 逆反应方向：气体分子数增大的反应 影响化学平衡移动的因素 二 (2)实验探究【2-2】 结论： 在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响 ①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。 ②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。 思考与讨论 （1）有气体参加的反应可能出现反应后气体体积增大、减小或不变三种情况。请根据这三种情况进行分析，体系压强增大会使化学平衡状态发生怎样的变化？ 化学方程式中气态物质化学计量数变化 压强变化 平衡移动方向 △V>0 △V<0 △V=0 增大 减小 减小 减小 增大 增大 逆向移动 正向移动 正向移动 逆向移动 H2O+CO H2+CO2 高温 催化剂 增大压强,正逆反应速率均增大，但增大倍数一样，V’正= V’逆，平衡不移动。 不移动 不移动 a+b>c 加压 （以aA(g)+bB(g) cC(g)为例） a+b>c 减压 ● ● v'逆 v'正 v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 ● ● v'逆 v'正 v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 a+b<c 加压 a+b<c 减压 ● ● v'逆 v'正 v'正=v'逆 ● ● v'逆 v'正 v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 a+b=c 加压 a+b=c 减压 ● ● v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 ● ● v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 压强对化学平衡的影响——速率-时间关系图 影响化学平衡移动的因素 二 总结：压强对化学平衡移动的影响 改 变 压 强 浓度改变 引起 反应速率改变 引起 平衡移动 反应前后气体体积相等的反应：V正=V逆 反应前后气体体积不相等的反应:V正 V逆 ‡ 平衡不移动 1.在密闭容器中,反应xA(g)+yB(g) zC(g),在一定条件下达到平衡状态,试回答下列问题。 (1)若x+y>z,缩小体积,增大压强,则平衡向　　　　　方向移动。  (2)若保持体积不变,通入He,则平衡　　　　移动。  (3)若保持压强不变,通入He,平衡向正反应方向移动,则x、y、z的关系为　　　　　　　　。  (4)若x+y=z,缩小体积,增大压强,则平衡　　　　移动。  正反应 不 x+y<z 不 压强的变化必须改变混合物浓度（即容器体积有变化）才能使平衡移动 课堂练习 2.压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是(　　) A.H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) C.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) D.C(s)+CO2(g) 2CO(g) A 课堂练习 3.对已经达到化学平衡的下列反应 2X(g)+Y(g) 2Z(g) 减小压强时，对反应产生的影响是（ ）。 A.逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动 B.逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 C.正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动 D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动 C 课堂练习 4.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0.50 mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度降低为0.30 mol/L。下列有关判断正确的是（ ）。（双选） A.x+y<z B.平衡向正反应方向移动 C.B的转化率降低 D.C的体积分数下降 CD 课堂练习 A.反应向逆反应方向移动 B.Y可能是固体或液体 C.系数n>m D.Z的体积分数减小 C 解析:反应已达平衡,此时c(X)=0.3 mol·L-1,其他条件不变,将容器缩小到原来的 ,若此时平衡不移动,c(X)=0.6 mol·L-1,但平衡移动之后c(X)=0.5 mol·L-1,说明加压使平衡向正反应方向移动,正反应为气体体积减小的反应,若Y为固体或液体,则需要满足m>2m,A、B项错误;Y应是气体,则m+n>2m,所以n>m,C项正确;平衡正向移动,产物Z的体积分数应该增大,D项错误。 课堂练习 影响化学平衡移动的因素 二 3.温度对化学平衡的影响 实验探究【2-3】 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 红棕色 无色 影响化学平衡移动的因素 二 实验 浸泡在热水中 浸泡在冷水中 现象 平衡移动 结论 颜色加深 颜色变浅 平衡逆移 平衡正移 其他条件不变时， 升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动； 降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。 3.温度对化学平衡的影响 实验探究【2-3】 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 红棕色 无色 ● ● v'正 v'逆 ● ● v'正 v'逆 v'正=v'逆 v'正=v'逆 △H<0，升温 △H<0，降温 △H>0，升温 △H>0，降温 ● ● v'正 v'逆 v'正=v'逆 ● ● v'正 v'逆 v'正=v'逆 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 v t 0 ● ● v正 v逆 t1 升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 向逆反应方向移动 向正反应方向移动 温度对化学平衡的影响——速率-时间关系图 影响化学平衡移动的因素 二 升高温度，正、逆反应速率都加快，即吸热反应、放热反应的化学反应速率都增大，但吸热反应方向的速率加快的程度大些； 降低温度，正、逆反应速率都减小，即吸热反应、放热反应的化学反应速率都减小，但吸热反应方向的速率减小的程度大些。 思考与讨论 1.对一定条件下的化学平衡状态: (1)若改变物质的浓度,化学平衡是否一定发生移动? (2)若改变体系的温度呢? 答案:(1)改变物质的浓度,化学平衡不一定发生移动,如H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,把容器体积缩小,各物质的浓度均增大,但平衡不移动。 (2)任何的化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态，都能受温度的影响而发生移动。 2.正反应为放热反应的平衡体系,升高温度的瞬间v(正)、v(逆)如何改变?v(正)、v(逆)的大小关系如何? 答案:v(正)、v(逆)均增大,且v(正)<v(逆)。 影响化学平衡移动的因素 二 【思考交流】 1.催化剂是如何影响化学反应速率的？ 催化剂降低反应的活化能，可以大大提高反应速率 3.催化剂对化学平衡的影响 影响化学平衡移动的因素 二 速率-时间关系图 v(正)= v(逆) 即加入催化剂，化学平衡不移动 催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率 当其他条件不变时：加入催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 条件的改变 平衡移动方向 新平衡建立时 具 体 增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大体系压强 减小体系压强 升高温度 降低温度 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 向体积缩小方向移动 向体积增大方向移动 向吸热方向移动 向放热方向移动 向减弱这种改变的方向移动 反应物浓度增大 反应物浓度减小 体系压强增大 体系压强减小 体系温度升高 体系温度降低 减弱这种改变不是消除改变 规 律 改变一个条件 [总结] 改变反应条件时平衡移动的方向 勒夏特列原理 三 法国化学家勒夏特列曾总结一条经验规律： 如果改变影响平衡的一个因素（如参加反应物质的浓度、温度、或压强等），平衡就能够向减弱这种改变的方向移动。 注意： ①适用范围：勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡等），未平衡状态不能用此来分析。 ②适用条件：一个能影响化学平衡改变的外界条件。 ③平衡移动结果是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变。 (即外界因素对物质的影响大于平衡移动对物质的影响:改变是大方向，移动是微调) (2)缩小体积至平衡时的一半，并保持容积不变，再次达到平衡时压强p′的范围是__________。 (3)迅速升温至T1，并保持容积不变，且不与外界进行热交换，再次达到平衡时，温度T′的范围是__________。 【例】在一密闭容器中发生N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，在某一时刻达到平衡，测得c(N2) ＝1 mol·L－1，容器内压强为p，温度为T。 (1)再向容器中通入N2，使其浓度变为2 mol·L－1，并保持容积不变，再次达到平衡时c(N2)的范围是__________________________。 1 mol·L－1<c(N2)<2 mol·L－1 p<p′<2p T<T′<T1 课堂练习 45 课堂总结 1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A.光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小 B.加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3 C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨 D.增大压强,有利于SO2与O2反应生成SO3 B 课堂练习 2．反应2A(g) 2B(g)＋E(g)(正反应为吸热反应)达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是(　　)A．加压　　　　　　　 B．减压C．减少E的浓度 D．降温 　解析:正反应速率降低，可能是减压或降温，A的浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，只能是降温。 D 48 3．一定温度下，可逆反应aX(g)＋bY(g) cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t0时刻改变某一外界条件，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时刻只能是增大了压强B．若a＋b＝c，则t0时刻只能是加入了催化剂C．若a＋b≠c，则t0时刻只能是增大了压强D．若a＋b≠c，则t0时刻只能是加入了催化剂 　解析:对于非等气体体积反应，同倍数增大v正、v逆，只有催化剂；对于等气体体积反应，可能是催化剂，也可能是压强。 D 49 5．已知化学方程式mX(g)+nY(?)pQ(s)+2mZ(g),反应已达平衡,此时c(X)=0.3 mol·L-1,其他条件不变,将容器缩小到原来，c(X)=0.5 mol·L-1,下列说法正确的是(　　)  $$