第二章 第四节 实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素(教师用书独具)（Word教参）-【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修1学习笔记（人教版）

本讲义围绕影响化学平衡移动的核心知识点，基于化学平衡状态概念，通过FeCl3与KSCN反应中浓度变化、NO2和N2O4混合气体温度变化等实验，系统探究浓度（增大/减小反应物或生成物浓度）、温度（升高/降低温度）对平衡移动方向的影响，构建“条件改变→平衡移动”的认知支架，为学习勒夏特列原理奠定基础。 资料以控制变量法和对比法为核心设计实验，如浓度实验中a、b试管与c对比，温度实验中热水冷水交替处理NO2烧瓶，培养学生科学思维与科学探究能力。问题讨论引导反思实验关键，配套练习题强化应用，课中助力教师开展探究式教学，课后帮助学生深化理解、查漏补缺。

实验活动1　探究影响化学平衡移动的因素(教师用书独具) 实验目的 1．通过探究浓度、温度对化学平衡的影响，加深对平衡移动原理的理解。 2．进一步学习控制变量、对比等科学方法，发展学生的归纳和推理能力。 实验用品 小烧杯、大烧杯、量筒、试管、试管架、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯、火柴、两个封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶。 铁粉、0.05 mol·L－1 FeCl3溶液、0.15 mol·L－1 KSCN溶液、0.1 mol·L－1 K2Cr2O7溶液、6 mol·L－1 NaOH溶液、6 mol·L－1 H2SO4溶液、0.5 mol·L－1 CuCl2溶液、 热水、冰块、蒸馏水。 实验步骤 一、浓度对化学平衡的影响 1．FeCl3溶液与KSCN溶液的反应 (1)在小烧杯中加入10 mL蒸馏水，再滴入5滴0.05 mol·L－1 FeCl3溶液、5滴0.15 mol·L－1 KSCN溶液，用玻璃棒搅拌，使其充分混合，将混合均匀的溶液平均注入a、b、c三支试管中。 (2)向试管a中滴入5滴0.05 mol·L－1 FeCl3溶液， 向试管b中滴入5滴0.15 mol·L－1 KSCN溶液，观察并记录实验现象，与试管c进行对比。完成下表。 实验内容 向试管a中滴入5滴0.05 mol·L－1 FeCl3溶液 向试管b中滴入5滴0.15 mol·L－1 KSCN溶液 实验现象 溶液红色加深 溶液红色加深 结论 在其他条件不变时，增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动 (3)继续向上述两支试管中分别加入少量铁粉，观察并记录实验现象。完成下表。 实验内容 向试管a中加入少量铁粉 向试管b中加入少量铁粉 实验现象 溶液红色变浅 溶液红色变浅 结论 在其他条件不变时，减小反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动[因为2Fe3＋＋ Fe===3Fe2＋，c(Fe3＋)减小] 2.在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡： Cr2O＋H2O  2CrO＋2H＋ (橙色)　　　　(黄色) 取一支试管，加入2 mL 0.1 mol·L－1 K2Cr2O7溶液，然后按下表中的步骤进行实验，观察溶液颜色的变化，判断平衡是否发生移动及移动的方向。完成下表。 实验步骤 实验现象 结论 (1)向试管中滴加5～10滴6 mol·L－1NaOH溶液 溶液变为黄色 在其他条件不变时，减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动 (2)向试管中继续滴加5～10滴6 mol·L－1H2SO4溶液 溶液由黄色变为橙色 在其他条件不变时，增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动 二、温度对化学平衡的影响 1．在CuCl2溶液中存在如下平衡： [Cu(H2O)4]2＋＋4Cl－[CuCl4]2－＋4H2O　ΔH>0 (蓝色)　　　　　　　(黄色) 分别取2 mL 0.5 mol·L－1 CuCl2 溶液加入两支试管中，将其中的一支试管先加热，然后置于冷水中，观察并记录实验现象，与另一支试管进行对比。完成下表。 实验步骤 实验现象 结论 (1)加热试管 溶液变为黄绿色 在其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热(填“吸热”或“放热”，下同)反应方向移动 (2)将上述试管置于冷水中 溶液由黄绿色变为蓝绿色 在其他条件不变时，降低温度，平衡向放热反应方向移动 2.取两个封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶(编号分别为1和2)，将它们分别浸泡在盛有热水、冷水的大烧杯中，比较两个烧瓶里气体的颜色。将两个烧瓶互换位置，稍等片刻，再比较两个烧瓶里气体的颜色。完成下表[2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0]。 烧瓶编号 1 2 实验步骤 (1)置于热水 (1)置于冷水 实验现象 气体红棕色加深 气体红棕色变浅 实验步骤 (2)置于冷水 (2)置于热水 实验现象 气体红棕色变浅 气体红棕色加深 结论 在其他条件不变时，降低温度，平衡向放热(填“吸热”或“放热”，下同)反应方向移动；升高温度，平衡向吸热反应方向移动 问题和讨论 1．在进行浓度、温度对化学平衡影响的实验时，应注意哪些问题？ 提示　注意控制变量法的运用，在研究温度对平衡移动的影响时，只能改变温度这一个条件，其他条件保持一致。还要注意对比法的运用。 2．结合实验内容，尝试归纳影响化学平衡移动的因素。 提示　在本实验中，影响化学平衡移动的因素有反应物的浓度、生成物的浓度、温度。 浓度改变：增加反应物的浓度或减少生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物的浓度或增加生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动。 温度改变：升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。 3．在对CuCl2溶液加热时，你是否观察到了[CuCl4]2－的黄色？你能说出原因吗？ 提示　无法观察到。在这个平衡体系中，[Cu(H2O)4]2＋显蓝色，[CuCl4]2－显黄色，二者的混合色为绿色，因此氯化铜溶液呈绿色。升高温度，平衡向正反应方向移动，所以观察到溶液呈黄绿色。 1．下列实验、现象及结论都正确的是(　　) 选项 实验 现象 结论 A 向2 mL 0.01 mol·L－1FeCl3溶液中加入1滴KSCN溶液，再加入少量KCl溶液 溶液红色变深 平衡正向移动 B 向两支盛有少量H2O2溶液的试管中分别加入0.1 mol·L－1FeCl3溶液和0.01 mol·L－1CuSO4溶液 加入FeCl3溶液的试管生成气体的速率比加入CuSO4溶液的快 FeCl3对H2O2分解的催化效果比CuSO4强 C 向两支装有5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液的试管中分别加入5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，然后分别放入冷水和热水中，记录出现浑浊时间 放入热水中的出现浑浊所用时间短 温度越高，反应速率越快 D 在两支试管中分别加入4 mL 0.01 mol·L－1 酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液；再向其中一支试管中加入一粒黄豆大的MnSO4固体。摇匀，记录溶液褪色所需的时间 加入MnSO4固体的试管褪色明显快些 MnSO4对该反应有催化作用 答案　D 解析　A选项加入KCl溶液，红色变浅；B选项所用的FeCl3溶液和CuSO4溶液的浓度不一致，且浓度大的FeCl3溶液的催化效果好，所以无法比较；C选项在室温下混合后就开始反应，所以无法准确观察温度的影响。 2．下列图中的实验方案，能达到实验目的的是(　　) 选项 A B C D 实验方案 将两个装有NO2的圆底烧瓶分别浸泡在热水、冰水中 实验目的 探究温度对平衡2NO2(g)N2O4(g)的影响 验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用 除去CO2气体中混有的SO2 比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱 答案　A 解析　将两个装有NO2的圆底烧瓶分别浸泡在热水、冰水中，根据颜色变化判断平衡移动的方向，故A正确；实验改变了温度、催化剂两个变量，不能验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用，故B错误；碳酸钠溶液与二氧化碳、二氧化硫都能反应，不能用饱和碳酸钠溶液除去CO2气体中混有的SO2，故C错误；氯化氢易挥发，氯化氢能与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，不能根据图示装置比较H2CO3和H2SiO3的酸性强弱，故D错误。 3．某兴趣小组以重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液为研究对象，结合所学反应原理的知识改变条件使其发生“色彩变幻”。 已知：①K2Cr2O7溶液存在平衡：Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋。 ②含铬元素的离子在溶液中的颜色：Cr2O(橙色)、CrO(黄色)、Cr3＋(绿色)。 (1)ⅰ可证明反应Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋的正反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)ⅱ是验证“只降低生成物的浓度，该平衡正向移动”，试剂a是________。 (3)ⅲ的目的是要验证“增大生成物的浓度，该平衡逆向移动”，此实验是否能达到预期目的________(填“能”或“不能”)，理由是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)根据实验Ⅱ中不同现象，可以得出的结论是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (5)继续实验 ①解释溶液变黄的主要原因是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②溶液变绿色，该反应的离子方程式是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)放热　(2)KOH(合理即可)　(3)不能　浓硫酸溶于水放出大量的热，平衡会逆向移动，所以溶液橙色加深，不能说明是由于氢离子浓度的增大使平衡逆向移动引起的　(4)在酸性条件下，K2Cr2O7的氧化性更强　(5)①K2Cr2O7中存在平衡：Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋，亚硫酸根离子可以和氢离子结合，降低氢离子浓度，平衡正向移动，溶液变为黄色　②Cr2O＋8H＋＋3SO===2Cr3＋＋3SO＋4H2O 解析　(1)升高温度，溶液橙色加深，平衡Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋向着吸热方向移动，故正反应是放热反应。 (2)“只降低生成物的浓度，该平衡正向移动”，则需要加入的试剂a是可以和产物离子反应的物质，可以是氢氧化钾或碳酸钾等。 (5)②溶液变绿色，则出现的是Cr3＋(绿色)，重铬酸根离子和亚硫酸根离子之间发生氧化还原反应：Cr2O＋8H＋＋3SO===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。 4.已知氯水中有如下平衡：Cl2(g)＋H2O(l)HCl(aq)＋HClO(aq)。常温下，在一个体积为50 mL的注射器中(如图)吸入40 mL氯气后，再吸进10 mL水。 (1)写出注射器中可能观察到的现象：_______________________________________。 (2)若将此时的注射器长时间放置，又可能看到何种变化？_____________________， 试用平衡观点加以解释：_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若把注射器中氯水分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 份。第Ⅰ份加少量固体NaHSO3，第Ⅱ份加入少量固体NaHCO3，则三份氯水中c(HClO)的大小是________>______>________。 (4)若向注射器中的氯水中加入含酚酞的氢氧化钠溶液，红色褪去。其原因可能的解释有两种，分别是①____________________________________________________________； ②____________________________________________________________________。 如何用实验方法确认上述原因：__________________________________________ ______________________________________________________________________。 答案　(1)注射器向里缩进，气体体积减小，气体颜色变浅，溶液颜色变为浅黄绿色　(2)气体、溶液颜色接近无色，最终仍有气体，大约是原氯气的一半　2HClO2HCl＋O2↑，HClO浓度减小，原平衡不断向右移动，最终Cl2完全反应，生成O2　(3)Ⅱ Ⅲ　Ⅰ　(4)①氯水中的次氯酸氧化了酚酞　②NaOH和氯水反应，溶液不再呈碱性，酚酞褪色　向已褪色的溶液中滴加NaOH溶液，若溶液呈红色，则是②原因，否则是①原因 学科网（北京）股份有限公司 $