内容正文:
第3课时 浓度、压强对化学平衡的影响
第二章 第二节 化学平衡
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学习目标
1.从变化的角度认识化学平衡的移动,即可逆反应达到平衡后,浓度、压强改变,平衡将会发生移动而建立新的平衡。
2.从Q与K的关系及浓度、压强对可逆反应速率的影响,分析理解化学平衡的移动(难点)。
3.通过实验论证说明浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响(重点)。
创设情景
人体中的血红蛋白分子(Hb)与氧气分子结合形成血红蛋白分子——Hb(O2),这一过程可以表示为:
煤气中的CO分子也能与血红蛋白分子结合:
【思考】煤气中毒者可到空气流通处或高压氧舱内,中毒情况可得到缓解,你能解释其中的原因吗?
Hb+O2 Hb(O2)
Hb+CO Hb(CO)
任务一:化学平衡的移动
【问题1】外界条件改变,原平衡被破坏,v正和v逆的关系有怎样的变化?
V正 =V逆 ≠ 0
平衡1
条件改变
v正,≠v逆,
不平衡
一定时间
v正,=v逆,≠0
平衡2
破坏旧平衡
建立新平衡
【问题2】外界条件改变,原平衡被破坏,结合v-t图,分析化学平衡移动的方向?
①V正>V逆:
②V正<V逆:
③V正=V逆:
正向移动(向右移动)
逆向移动(向左移动)
不移动
化学平衡的移动:可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程。
任务一:化学平衡的移动
【评价任务1】
学生独立思考并随机抽取学生表达交流(2min)
√
任务二:浓度对化学平衡的影响
【实验2-1】将5mL0.005 mol/L FeCl3 溶液和5 mL 0.015 mol/L KSCN溶液混合,平衡后均分在a、b、c三只试管中
红色变浅
红色变深
实验现象
a.对照组
b.加入少量铁粉
b.滴入4滴1 mol/LKSCN溶液
黄色 无色 红色
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
学生观察、记录实验现象,分析原因并判断平衡移动的方向,并表达交流。(5min)
C(Fe3+) ↓⇒红色变浅⇒平衡逆向移动
C(SCN-) ↑⇒红色变深⇒平衡正向移动
增大反应物浓度或者减小生成物浓度,平衡向正方向移动;
减小反应物浓度或者增大生成物浓度,平衡向逆方向移动。
任务二:浓度对化学平衡的影响
【问题3】结合实验现象的分析,画出增大反应物浓度和减小生成物对应的v-t图
C反↑ ⇒ V正瞬↑⇒V正>V逆⇒正移
减小生成物浓度
课后作业:在笔记上总结 增大反应物、减小反应物浓度、增大生成物浓度、减小生成物浓度对化学平衡的影响图像。(下节课展示)
学生独立思考并随机抽取学生表达交流(2min)
任务二:浓度对化学平衡的影响
【问题4】尝试从Q、K关系解释平衡的移动?
c(SCN-)增大
平衡向正反应方向移动
Q<K
Fe3+浓度减小
平衡向逆反应方向移动
Q>K
Q=
Fe3+(浅黄色)+3SCN- Fe(SCN)3(红色)
增大
减小
Q=
【归纳总结】用K与Q的关系判断平衡移动的方向
①Q<K:
②Q>K:
③Q=K:
正向移动(向右移动)
逆向移动(向左移动)
不移动
任务二:浓度对化学平衡的影响
【思考】N2 + 3H2 2NH3(恒T、V)实际生产中,经常通入适当过量的N2的目的是什么?
适当过量的目的是增大反应物浓度,使平衡正向移动,从而提高的H2转化率。
在生产中往往采用增加容易取得的或成本较低(无毒无害)的反应物浓度的方法,使平衡正向移动,从而提高贵的、有毒、有害的反应物的转化率,成本较高的原料得到充分利用。
任务二:浓度对化学平衡的影响
学生独立思考并随机抽取学生表达交流(3min)
任务三:压强对化学平衡的影响
【问题5】压强的变化对化学反应速率如何影响?v正 、v逆 如何变化?(观察、记录实验现象并分析原因)
2NO2 (g) N2O4 (g)
红棕色
无色
实验现象
(加压)
现象解释
原平衡气①
颜色变深②
颜色又变浅③
容积减小
向正反应方向移动
加压前
物质浓度瞬间增大
NO2浓度比②中的减小
学生独立完成并展示(7min)
【思考】(1)向气体体积缩小还是增大的方向移动?
(2)比较达到新平衡后的NO2浓度和原平衡NO2浓度。
任务三:压强对化学平衡的影响
原平衡气①
颜色变浅②
颜色又变深③
容积增大
向逆反应方向移动
减压前
物质浓度瞬间减小
NO2浓度比②中的增大
现象解释
【问题6】从压强影响Q的视角解释上述实验平衡移动的方向
操作ⅰ:容积缩小为原来的一半,压强增大一倍。K=,Q=( ),Q K,平衡 移动,与实验结论一致。
操作ⅱ:容积扩大为原来的2倍,压强减小到原来的。同理推出Q=( ),Q K,平衡 移动。
==K
<
正向
2K
>
逆向
任务三:压强对化学平衡的影响
m A(g) + n B(g) ⇋ p C(g) + q D(g)
(1)m+n p+q
P↑ :平衡向气体分子数减小(体积缩小)的方向移动
P↓ :平衡向气体分子数增大(体积增大)的方向移动
(2)m+n = p+q 改变P,平衡不移动
注意:压强的改变,只对有气态物质参与的化学反应,且反应前后气态物质化学式前系数不等时有影响,平衡才会发生移动。
【归纳总结】
任务三:压强对化学平衡的影响
学生独立完成并展示(3min)
【问题7】结合实验现象、理论分析,画出该反应增大压强对应的v-t 图像。
2NO2(g) N2O4(g)
红棕色
无色
P↑⇒v正瞬↑、v逆瞬↑⇒v正>v逆⇒正移
技巧:先判断平衡移动的方向,再标 v正和v逆
注意:压强对平衡的影响,图像具有不连续性。
【思考】对比改变浓度的v-t 图像,说一说有什么区别?
任务三:压强对化学平衡的影响
【评价任务2】恒温下, 反应aX(g) ⇋ bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是( )
A. a>b+c B. a<b+c C. a=b+c D. a=b=c
【评价任务1】
A
由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应速率,
v’正= v’逆,化学平衡不移动,但反应速率改变
学生独立思考并随机抽取学生表达交流(5min)
任务三:压强对化学平衡的影响
【拓展延伸】向盛有N2 、H2的反应器中
(1)若为恒温、恒容,充入氦气后平衡如何移动?
(2)若为恒温、恒压,充入氦气后平衡如何移动?
(3)若为恒温、恒容,充入氮气后平衡如何移动?
不移动
逆向移动
正向移动
【归纳总结】
(1)恒容时,通入“惰性气体”,压强增大,平衡不移动;
恒压时,通入“惰性气体”,体积增大(相当于减压),平衡向气体体积增大(气体分子数增大)的方向移动。
(2)在恒容容器中,改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,应以浓度的影响进行分析。
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