摘要:
该高中化学课件围绕化学平衡常数及其影响因素展开,从H₂ + I₂ ⇌ 2HI的三个不同书写形式出发,引导学生理解K₁、K₂、K₃之间的数学关系,再通过浓度、压强、温度等变量变化对平衡移动方向的分析,构建起“条件改变→速率变化→平衡移动→结果减弱”的逻辑链条,形成清晰的学习支架。
其亮点在于深度融合化学观念、科学思维与科学探究三大核心素养。例如,在分析K₁与K₂互为倒数时体现物质结构决定性质的化学观念,通过实验现象(如Fe³⁺与SCN⁻反应颜色变化)和图像数据推理平衡移动方向,展现宏观—微观—符号三重表征的科学思维能力,同时借助“惰性气体充入”情境设计对比实验,培养学生的质疑精神与实践意识。该资料不仅帮助学生建立系统化认知框架,也便于教师高效开展以问题驱动、证据推理为核心的课堂教学。
内容正文:
①写出下列平衡常数表达式,
c(H2)·c(I2)
c2(HI)
c(H2)·c(I2)
c2(HI)
c2 (H2)·c2 (I2)
c4(HI)
【复习回顾】
②思考K1、K2、K3之间有何关系?
①N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g)
② 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g)
K1 K2 , K1 = K22
c2(NH3)
c(N2) ·c3(H2)
K1 =
C (NH3)
c1/2(N2) ·c3/2(H2)
K2 =
2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1
2NO2 (g) N2O4 (g) K2
2NO (g) +O2 (g) N2O4 (g) K
K = K1 K2
【思考交流】
思考K1、K2之间有何关系?
K1
K2
思考K1、K2、K之间有何关系?
(1)对于同一可逆反应,正反应和逆反应的平衡常数互为倒数;
(2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍,则化学平衡常数变为原来的 n 次幂或 1/n 次幂。
(3)若干方程式相加,则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积;若干方程式相减,则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之商。
平衡常数与方程式的关系
【思考交流】
新人教化学选择性必修一《化学反应原理》
第二章 化学反应的热效应
第二节 化学平衡状态
第3课时
影响化学平衡因素
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。
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?
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。
【新课导入】
可通过改变影响反应速率的条件来使化学平衡状态发生改变。
旧的化学平衡
原平衡被破坏
条件改变
一定时间
新的化学平衡
破坏旧平衡
建立新平衡
υ正>υ逆 平衡 移动
υ正=υ逆 平衡 移动
υ正<υ逆 平衡 移动
正向
逆向
不
υ正=υ逆
υ正≠υ逆
υ'正= υ'逆
【理论分析】
化学平衡的移动方向判断
(1)根据反应速率判断
若v正>v逆:平衡向正反应方向移动。
若v正=v逆:反应达到平衡状态,平衡不移动。
若v正<v逆:平衡向逆反应方向移动。
(2)根据化学平衡常数判断
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
条件改变
【理论分析】
【影响因素】
Fe3+(浅黄色) + 3SCN-(无色) Fe(SCN)3(红色)
溶液呈红色
溶液红色变浅
溶液红色加深
加入少量铁粉
滴加1mol/L KSCN溶液
其他条件不变时,增大c(反应物)或减小c(生成物),会使平衡向正反应方向移动;减小c(反应物)或增大c(生成物),会使平衡向逆反应方向移动。
【实验操作】
【实验原理】
【实验现象】
【实验结论】
【影响因素】
浓度
若反应物或生成物为固态或纯液体,改变其用量, 平衡移动。
不影响
v
t
t1
t2
0
V(正)
V(逆)
V`(正)
·
V`(逆)
·
t3
t2~ t3 V`(正)>V`(逆)
平衡向正方向移动
增大反应物浓度
t2~ t3 V`(正) < V`(逆)
平衡向逆方向移动
减小反应物浓度
v
t
t1
t2
0
V(正)
V(逆)
V`(正)
·
V`(逆)
·
t3
【影响因素】
浓度
1.增大反... text has been truncated due to evaluation version limitation.
10
增大C生,平衡逆移
减小C生,平衡正移
C生↑⇒v逆瞬↑、v正未变⇒v正<v逆⇒逆移
C生↓⇒v逆瞬↓、v正未变⇒v正>v逆⇒正移
0
v
t
V(正)
V(逆)
V(正)= V(逆)
V(正)= V(逆)
V’(逆)
V’(正)
0
v
t
V正
V逆
V正= V逆
V正= V逆
V’正
V’逆
正向移动
逆向移动
【影响因素】
浓度
C反应物 减小
C反应物 增大
Fe+2Fe3+ = 3Fe2+
加入铁粉,Fe3+浓度减小,
Q =
Q 增大 ,Q>K,平衡逆向移动
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
加入KSCN,SCN-浓度增大,
Q =
Q 减小 ,Q<K,平衡正向移动
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
【理论分析】
C(SCN-)↑⇒红色变深⇒平衡向正向移动
C(Fe3+)↓⇒红色变浅⇒平衡向逆向移动
【影响因素】
浓度
练习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
Tips
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ν正、ν逆的大小,所以化学平衡不移动。
工业生产中,常通过适当增大成本较低的反应物的浓度来提高成本较高的反应物的转化率,以降低生产成本。
【当堂检测】
13
【影响因素】
2NO2 N2O4
A
E
C
B
增大
压强
平衡向逆反应
方向移动
平衡向正反应
方向移动
减小
压强
先将气体压缩并保持一段时间,然后再抽拉注射器并保持不变。得到如下压强随时间的变化曲线:
时间
压强
D
F
原平衡
【影响因素】
压强
15
操作 压活塞
现象
人为改变条件
可逆
反应的
“应对” 移动方向
移动致“相应条件”变化
结论
红棕色先深后浅
最终比加压前要深
向气体计量数小的移动
增大压强,平衡向气体体积
(计量数)小方向移动
增大压强 P1 P2
压强变小(但最后比加压前要大)
2NO2 N2O4
红棕色 无色
【影响因素】
压强
操作 拉活塞
现象
人为改变条件
可逆
反应的
“应对” 移动方向
移动致“相应条件”变化
结论
红棕色先浅后深
最终比减压前浅
向气体计量数大向移动
减小压强,平衡向气体体积
(计量数)大的方向移动
减小压强 (P1 P2
压强变大
但最后比之前要小
2NO2 N2O4
红棕色 无色
【影响因素】
压强
aA(g)+bB(g) cC(g) (a+b>c)
【图像分析】
0
v
V正
V逆
V正= V逆
V正= V逆
V’正
V’逆
增大压强
0
v
V正
V逆
V正= V逆
V正= V逆
V’逆
V’正
减小压强
正向移动
逆向移动
2NO2(g) N2O4(g)
【影响因素】
压强
t
0
v
V(正)
V(逆)
原平衡
V’ (正)
V’ (逆)
新平衡
m+n﹥p+q
0
v
t
V(正)
V(逆)
原平衡
V’ (正)
V’ (逆)
新平衡
m+n﹤p+q
增大压强
0
v
t
V(正)
V(逆)
原平衡
新平衡
m+n=p+q
V’ (正)=V’(逆)
【影响因素】
压强
19
增大压强
减小压强
化学平衡向体积增大的方向移动
化学平衡向体积减小的方向移动
结论
特例分析
对于反应前后气体总体积相等的可逆反应,改变压强只改变化学反应速率,而对平衡无影响;
无气体参与的可逆反应,改变压强,平衡不移动。
【影响因素】
压强
“惰性气体”对化学平衡的影响
(1)恒温恒容条件
原平衡体系
体系总压强增大
体系中各组分的浓度不变
平衡不移动。
充入惰性气体
(2)恒温恒压条件
原平衡体系
容器容积增大,各反应气体的分压减小
各组分的浓度同倍数减小
充入惰性气体
体系中
平衡向气体体积增大的方向移动。
【特别提醒】
(3)反应前后气体体积相等的反应[如H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g)]
当向平衡体系中充入“惰性”气体时,则无论任何情况下平衡都不发生移动。
【影响因素】
压强
【影响因素】
(实验2-3) 2NO2(g) N2O4(g) △H= - 56.9kJ/mol
(红棕色)
(无色)
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。
升高温度,对吸热反应有利
降低温度,对放热反应有利
【影响因素】
温度
实验活动1 P55
(1)在CuCl2溶液中存在以下平衡:
取两支试管,分别加入2 mL 0.5 mol/L CuCl2溶液,
[Cu(H2O)4]2+ + 4Cl- [CuCl4]2- + 4H2O(l) ΔH>0
(黄色)
(蓝色)
①加热试管:
②将上述试管置于冷水中:
溶液变为黄绿色
溶液由黄绿色变为蓝绿色
结论:在其他条件不变时,升高温度,平衡向 方向移动
结论:在其他条件不变时,降低温度,平衡向 方向移动
吸热反应
放热反应
【影响因素】
温度
速率-时间关系图
v
t
v
t
v´吸
v´放
v´吸=v´放
v´放
v´吸
v´放=v´吸
升高温度
平衡向吸热方向移动
降低温度
平衡向放热方向移动
t1
升高温度,对吸热反应有利
降低温度,对吸热反应不利
【影响因素】
温度
2.在高温下,反应
要使混合气体颜色加深,可采取的方法是( )
A、减小压强
B、缩小体积
C、升高温度
D、增大H2浓度
B C
2HBr(g) H2(g) + Br2(g)
△H>0
【当堂检测】
请用v-t图 来表示催化剂对化学平衡的影响
v
t
v正
v逆
v
t
v正
v逆
加入催化剂能同等程度的改变正、逆反应速率,
所以不能改变化学平衡,但能改变达到平衡所需要的时间。
规律:
v ´正= v ´逆
v ´正= v ´逆
加入正催化剂
加入负催化剂
【影响因素】
催化剂
改变影响平衡的一个条件 平衡移动方向 平衡移动的结果
浓度 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
压强(气体体积变化的反应)
温度 升高温度
降低温度
催化剂
正向移动
逆向移动
逆向移动
正向移动
体积减小方向
体积增大方向
放热反应方向
吸热反应方向
反应物浓度减小
反应物浓度增大
生成物浓度减小
生成物浓度增大
体系压强减小
体系压强增大
体系温度降低
体系温度升高
催化剂对化学平衡无影响
【影响因素】
小结
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。
“减弱”具有双重含义:
(1)平衡移动的方向为减弱外界条件变化的方向
(2)“减弱”并不能抵消,更不能超越这种改变
即,与外界条件变化对着干
3、一定条件下,反应4NH3(g)+5O2 (g) 4NO(g)+6H2O(g)在一容器中达平衡状态,压强为P0,其它条件不变,将容器体积缩小为原来的一半,达平衡时压强为P1,则P0、P1、2P0的关系为____________
P1
P0
2P0
<
<
【当堂检测】
4、 已知反应式:mX(g)+nY(?)=pQ(s)+2mZ(g),已知反应已达平衡,此时c(X)=0.3 mol/L,其他条件不变,若容器缩小到原来的1/2,c(X)=0.5 mol/L,下列说法正确的是( )
A.反应向逆方向移动 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
5 .在一定温度下的可逆反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),生成物C的体积分数与压强p1和p2、时间的关系如图所示,则下列关系正确的是( )
①p1>p2 ②p1<p2
③m+n>p+q ④m+n=p+q
⑤m+n<p+q
A.①③ B.②③
C.②⑤ D.①④
C
【当堂检测】
31
Lavf53.4.0
$