2.2.1影响化学平衡的因素 浓度压强 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 化学平衡 第三课时 影响化学平衡的因素 1 引入：三色魔法瓶 取3个锥形瓶，各加入等量橙黄色 K₂Cr₂O₇ 溶液。向第一个锥形瓶中滴加几滴蒸馏水，第二个锥形瓶中滴加几滴 H₂SO₄溶液，第三个锥形瓶中滴加几滴 NaOH溶液 加酸为什么变橙？加碱为什么变黄？ 是谁在“指挥’”颜色变化？ 这不是魔法，是“化学平衡的自我调节”！ 今天，我们就来学习——影响化学平衡的因素 2CrO₄²⁻ (黄色) + 2H⁺ ⇌ Cr₂O₇²⁻ (橙色) + H₂O 浓度对化学平衡的影响 01 4 [实验2-1]：教材P36 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，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。 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 浅黄　 无色 　　　 红色 【实验原理】 【变量控制】 温度等其他因素不变，只改变一种物质的浓度 滴饱和FeCl3 或 高浓度 KSCN 增大C反应物 减小C反应物 加 Fe粉降低Fe3＋浓度 对于生成物也可以，最好先设计，然后给出实验步骤 5 【实验2-1】 实验 向试管b中加入少量铁粉 向试管b中加4滴1mol/LKSCN溶液 现象 结论 溶液颜色变浅 溶液颜色加深 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 Fe3+ + 3SCN﹣ ⇋ Fe(SCN)3 (黄色) (血红色) Fe＋2Fe3＋ = 3Fe2＋, 6 在等温条件下，对于一个已达到化学平衡的反应，当改变反应物或生成物的浓度时，根据浓度商与平衡常数的小关系，可以判断化学平衡移动的方向。 当Q=K时，可逆反应处于___________状态； 当Q<K时，化学平衡向___________ 方向移动， 直至达到新的平衡状态 平衡 正反应（右 ） 当Q>K时，化学平衡向___________ 方向移动， 直至达到新的平衡状态 逆反应（左） 方法导引 【实验分析】增大浓度对化学平衡的影响 【理论分析1】尝试从Q、K关系解释平衡的移动？ Fe3＋浓度减小， Q＝ ， Q>K，平衡向逆反应方向移动 Fe3＋ (黄色)＋ 3SCN－ Fe(SCN)3(血红色) 向试管b中加入少量铁粉，溶液颜色变浅，平衡逆移 【理论分析2】尝试从正逆反应速率大小关系角度解释平衡的移动？ v(正) 立即增大，v₍逆₎ 随后逐渐增大，反应正向移动，最终 v₍正₎ 重新等于 v₍逆₎ Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 v(正)先增大， v(逆)后增大 且v'(正)> v'(逆) v(正)先减小， v(逆)后减小 且v' (逆)> v'(正) 增大反应物浓度 体系浓 度改变 图像 速率 变化 减小反应物浓度 v(正) v(逆) v t v(正) v(逆) v t 【图象分析】根据前面的分析，画出改变条件后的速率——时间图象 v'(正) v'(逆) v'(逆) v'(正) 10 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 增大生成物浓度 体系浓 度改变 图像 速率 变化 减小生成物浓度 v(正) v(逆) v t v(正) v(逆) v t v(逆)先增大， v(正)后增大 且v'(逆)> v'(正) v(逆)先减小， v(正)后减小 且v'(正)> v'(逆) 【图象分析】根据前面的分析，画出改变条件后的速率——时间图象 v'(逆) v'(正) v'(正) v'(逆) 11 【回归教材】请同学阅读教材P37，讨论交流什么是化学平衡的移动？ 【概念理解】 在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，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。 研究对象： 已建立平衡状态的体系 平衡移动的本质原因： v正≠ v逆 各组分的百分含量发生改变。 化学平衡的移动 一定条件下 的化学平衡 条件改变 反应速率改变 且变化量不同 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 任何可逆反应的终极目标是使 Q=K，即达到平衡 从图示角度看 13 在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。 在CO + H2O CO2 + H2 中 使用过量氧气 使用过量水蒸气 例：在2SO2 + O2 2SO3中 应用 【例】可逆反应 H2O(g)+C(s) CO(g) + H2(g)，在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？向哪个方向移动？CO的浓度、CO的百分含量都有何变化？ 平衡右移 增大 平衡左移 减小 平衡不移动 不变 增大 减小 不变 CO的浓度 CO﹪ 平衡移动情况 ①增大水蒸气浓度 ②增加H2浓度 ③加入更多的碳 15 压强对化学平衡的影响 02 16 理论分析：压强的改变，可能影响反应体系中多种物质的浓度。如果增大压强(缩小容积)以下反应各物质的浓度会如何变化?浓度商会如何变化? 通过计算Q2 ＝K/2 ， 即Q2 ＜ K 向正反应方移动 同温度下 压强 各物质浓度(mol·L-1) 浓度商(Q ) NO2 N2O4 容器容积：V p1 a b 压缩容积至V/2 2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色) b a2 ＝ K Q1＝ 2p1 2a 2b 2b (2a)2 b 2a2 Q2＝ ＝ 理论分析：压强的改变，可能影响反应体系中多种物质的浓度。如果增大压强(缩小容积)以下反应各物质的浓度会如何变化?浓度商会如何变化? 通过计算Q2 ＝2K， 即Q2 ＞K 向逆反应方移动 同温度下 压强 各物质浓度(mol·L-1) 浓度商(Q ) NO2 N2O4 容器容积：V p1 a b 扩大容积至2V 2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色) b a2 ＝ K Q1＝ ½ p1 ½ a ½ b ( )2 2b a2 Q2＝ ＝ ½ b ½ a 【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。 2NO2(g) N2O4(g) 红棕　 无色 　　　 【实验原理】 【变量控制】 温度等因素不变，只改变压强（可通过改变体积改变压强） 压强增大 缩小体积 增大体积 压强减小 【实验2-2】 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，平衡右移，C(NO2)又减小 变浅: C(NO2)瞬间减小 又变深:压强减小，平衡左移，C(NO2)又增大 2NO2(g) N2O4(g) Ⅰ Ⅱ 该反应中反应前后的气体的n又什么变化特点？ 【思考】 2NO2(g) N2O4(g) 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 化学平衡 的移动： 增大压强 平衡向气体体积减小的方向移动 减小压强 (减小容器体积) (扩大容器体积) 平衡向气体体积增大的方向移动 是否压强改变，化学平衡就一定会移动？ 【思考】 对于H 2(g)+ I2 (g） 当其他条件不变，减小或增大容器容积来改变压强时，化学平衡如何变化呢？ 对于反应前后，气体物质的总体积没有变化的可逆反应： 压强改变不能使化学平衡发生移动。 对于只有固体或液体参加的反应，体系压强的改变会使化学平衡移动吗？ 【思考】 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， 改变压强后化学平衡一般不发生移动。 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 v'正＝v'逆 图像分析: 增大压强 v'正＝v'逆 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 减小压强 2NO2(g) N2O4(g) H2(g)+I2(g) 2HI(g) 1.用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为 ，达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列说法不正确的是( ) A．N2的平衡浓度增大 B．NO的转化率增大 C．正向反应速率增大 D．反应平衡常数增大 D 2.对处于化学平衡的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知(　　) A.化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动 B.化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化 C.正反应进行的程度大，正反应速率一定大 D.改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定发生移动 B 3.一定温度下，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 本节课到此结束 $