内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第3课时 影响化学平衡的因素
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
通过实验探究与原理分析,掌握浓度、温度、压强(气体反应)对化学平衡的影响规律,理解勒夏特列原理的内涵,深化宏观辨识与微观探析素养。
通过实例分析与图像解读,学会判断外界因素变化时平衡移动的方向,能结合平衡常数分析平衡移动对反应限度的影响,提升证据推理与分析能力。
结合工业可逆反应(如合成氨、硫酸制备),体会调控平衡因素对提高原料利用率的价值,增强科学态度与社会责任意识。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
知识掌握:明确浓度、温度、压强(仅适用于有气体参与的反应)对化学平衡移动的影响规律,理解勒夏特列原理的核心内涵,能建立 “外界因素变化 — 平衡移动方向 — 体系状态改变” 的逻辑关联。
能力培养:能通过实验设计或实验现象分析外界因素对平衡的影响,能结合化学平衡常数判断平衡移动后反应限度的变化,能解读平衡移动相关的图像(如浓度 - 时间、速率 - 时间图像),提升实验探究与证据推理能力。
素养塑造:结合工业可逆反应(如合成氨条件优化、硫酸工业中二氧化硫转化)实例,认识调控平衡因素对提升生产效率、降低能耗的重要意义,培养科学调控化学反应的意识与社会责任素养。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
条件改变,平衡如何变化?
逆
等
动
定
变
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
Q
K
v’正= v’逆
达平衡
Q
K
Q
K
v正 > v逆
未平衡
v正 < v逆
未平衡
平衡正向移动
平衡逆向移动
将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
Q
K
Q
K
v正 = v逆
达平衡
v正 = v逆
达平衡
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
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 :
旧平衡未被破坏,平衡不移动
①速率判断:
Q<K,反应正向进行
Q = K,反应达到平衡状态
Q >K,反应逆向进行
②浓度商判断:
化学平衡移动方向的判断方法:
【思考】改变哪些条件使v正 ≠ v逆,Q ≠ K?
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节一:浓度对化学平衡的影响
Q = K
Q < K
Q > K
平衡状态
=Q
cp(C) • cq(D)
cm(A) • cn(B)
任意时刻
反应中各物质的浓度幂之积的比值
K =
cp(C) • cq(D)
cm(A) • cn(B)
平衡时刻
反应中各物质的浓度幂之积的比值
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
若其他条件不变,仅增加反应物的浓度,化学平衡如何移动?
若其他条件不变,仅减小反应物的浓度,化学平衡如何移动?
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节一:浓度对化学平衡的影响
【实验】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中溶液颜色的变化,并均与试管a对比。
增加反应物浓度或降低生成物浓度,可以使平衡向正反应方向移动;
降低反应物浓度或增加生成物浓度,可以使平衡向逆反应方向移动。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节一:浓度对化学平衡的影响
原理
步骤
现象 A试管 B试管 C试管
结论
+ 3
(浅黄色) (无色) (红色)
溶液呈红色
原平衡体系
减小反应物浓度
增大反应物浓度
空白对照
溶液颜色变浅
溶液颜色变深
平衡向逆反应方向移动
平衡向正反应方向移动
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节一:浓度对化学平衡的影响
①从速率和浓度商的角度分别分析,其他条件不变时,浓度对化学平衡移动具有怎样的规律。
b试管,加入铁粉, c(Fe3+)减小
v正减小,使得v正 < v逆
c试管,加入KSCN, c(SCN-)增大
v正增大,使得v正 > v逆
平衡逆向移动
平衡正向移动
Q =
c(Fe3+)减小
c(SCN-)增大
Q > K
平衡逆向移动
平衡正向移动
Q < K
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节一:浓度对化学平衡的影响
①从速率和浓度商的角度分别分析,其他条件不变时,浓度对化学平衡移动具有怎样的规律。
其他条件一定时,
增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使平衡向正反应方向移动;
增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆反应方向移动。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节一:浓度对化学平衡的影响
用v-t图像分析浓度变化对化学平衡移动的影响
V正>V逆 平衡正向移动
V(逆)
V
V(正)
t
V(正)= V(逆)
0
t1
①增大反应物浓度
t2
V(逆)
V(正)
V(正)=V(逆)
t3
②减小生成物浓度
t2
t3
V(正)
V(逆)
V(正)=V(逆)
t
0
V
V(正)
V(逆)
V(正) = V(逆)
t1
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节一:浓度对化学平衡的影响
用v-t图像分析浓度变化对化学平衡移动的影响
V逆>V正 平衡逆向移动
V(逆)
V
V(正)
t
V(正)= V(逆)
0
t1
③增大生成物浓度
t2
V(逆)
V(正)
V(正)=V(逆)
t3
④减小反应物浓度
t2
V(正)=V(逆)
V(逆)
V(正)
t3
V(正) = V(逆)
0
V
t
V(正)
V(逆)
t1
浓度引起平移图像特征:一突变,一渐变。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节一:浓度对化学平衡的影响
加入FeCl3 固体,平衡是否发生移动?加入KCl固体呢?
加入FeCl3 固体后,c(FeCl3)新 c(FeCl3)旧?
原因>结果(无定量关系)
加入FeCl3(s)
平衡右移
所以c(FeCl3) ↑
c(FeCl3) ↑
(原因)
c(FeCl3) ↓
(结果)
>
n消↑
(结果)
n总↑↑
(原因)
α(FeCl3)=
消耗
总
ɑ↓
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节一:浓度对化学平衡的影响
①对平衡体系中的固态和纯液态物质,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。
②“浓度对化学平衡移动的影响”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。如FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,若增加Cl-或K+的浓度,对化学平衡无影响。
③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。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
【实验】如果改变压强(改变容积), 各物质的浓度如何变化?
浓度商如何变化?平衡如何移动?气体颜色的变化?
2NO2(g) N2O4(g)
20 mL
NO2(g)
压强p0
快速推动至10 mL处
压强p1 =2p0
快速拉动至20 mL处
压强p2 = p1
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
实验
操作 活塞从Ⅰ处→Ⅱ处 活塞从Ⅱ处→Ⅰ处
现象
结论
2
(红棕色) (无色)
减小压强
增大压强
颜色先变浅,后变深。
(原因) (结果)
颜色先变深,后变浅。
(原因) (结果)
压强减小,平衡逆向移动
压强增大,平衡正向移动
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
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。
红棕色 无色
2NO2(g) N2O4(g)
操作ⅰ:容积缩小为原来一半,压强增大一倍。
Q<K,平衡正向移动,与实验结论一致
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
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=2K,Q>K,平衡逆向移动
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。
红棕色 无色
2NO2(g) N2O4(g)
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
一定条件下,如下三个可逆反应:
V
① N2(g)+3 H2 (g) 2NH3(g)
② H2 (g)+ I2(g) 2HI(g)
③ N2O4 (g) 2NO2(g)
V
P → 2P
c → 2c
V → V
浓度商如何变化?
平衡如何移动?
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
① N2(g)+3 H2 (g) 2NH3(g)
Q1=
c2 (NH3)
c(N2) ∙ c3 (H2)
=K
P → 2P
c → 2c
Q1’=
[2c (NH3)]2
2c(N2) ∙ [2c (H2)]3
= K
< K
压强增大时,该平衡向正反应方向移动
② H2 (g)+ I2(g) 2HI(g)
Q2=
c2 (HI)
c(H2) ∙ c (I2)
=K
P → 2P
c → 2c
2c(H2) ∙ 2c (I2)
Q2’=
[2c (HI)]2
= K
压强增大,平衡不移动
③ N2O4 (g) 2NO2(g)
Q3=
c2 (NO2)
c(N2O4)
=K
P → 2P
c → 2c
2c(N2O4)
Q3’=
[2c (NO2)]2
=2K
>K
压强增大时,此反应向逆反应方向移动
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
对于有气体参与的可逆反应,在其他条件不变的情况下,
增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;
减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动;
对于反应后气体的总体积不变的可逆反应,改变压强,平衡不移动。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
平衡向正反应(气体体积减小)方向移动
t1时刻,增大压强
v′正、v′逆均增大
v′正>v′逆
用v-t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
a+b>c+d
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
用v-t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响
平衡向逆反应(气体体积增大)方向移动
t1时刻,减小压强
v′正、v′逆均减小
v′逆>v′正
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
a+b>c+d
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
用v-t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
a+b<c+d
t0时刻,增大压强
t0时刻,减小压强
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
用v-t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
t0时刻,增大压强
t0时刻,减小压强
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
压强
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
恒容时,通入“惰性”气体
恒容
压强增大
平衡不移动
反应物生成物浓度不变
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
压强
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
恒压时,通入“惰性”气体
恒压
体积增大
平衡向气体体积增大的方向移动
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节二:压强对化学平衡的影响
压强
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
对于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。
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,得出Qc与K的关系。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节三:温度对化学平衡的影响
【实验】把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶,然后用弹簧夹夹住乳胶管;把一只烧瓶浸泡在热水中,另一只浸泡在冰水中。观察混合气体颜色的变化。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节三:温度对化学平衡的影响
实验
操作 浸泡在热水中 浸泡在冷水中
现象
结论
2
(红棕色) (无色)
颜色变深
颜色变浅
平衡逆向(吸热反应方向)移动
平衡正向(放热反应方向)移动
在其他条件不变的情况下,
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。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节三:温度对化学平衡的影响
用v-t图像分析温度变化对化学平衡移动的影响
正反应是
放热反应
v(逆)
v(正)
v'正=v'逆
升
高
温
度
v(逆)
v(正)
v'正=v'逆
降
低
温
度
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节三:温度对化学平衡的影响
用v-t图像分析温度变化对化学平衡移动的影响
正反应是
吸热反应
v(正)
v(逆)
v'正=v'逆
升
高
温
度
v(正)
v(逆)
v'正=v'逆
降
低
温
度
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节四:催化剂对化学平衡的影响
v
t
t1
0
v正
v逆
从v-t图像认识催化剂对平衡的影响
催化剂能同等程度的改变正、逆反应速率,因此加入催化剂平衡不移动,
但能缩短达到平衡所需的时间。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节五:勒夏特列原理
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节五:勒夏特列原理
(1)内容:如果改变影响平衡的一个因素,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
(2)适用范围
已达到平衡的反应体系
(3)对“减弱这种改变”的理解
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节五:勒夏特列原理
适用范围
定性分析平衡移动瞬时方向
勒夏特列原理适用于所有平衡体系,但仅可用来判断方向
原理不代表结果,实际结果结合Q与K的关系判断
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
影响化学平衡的因素
环节五:勒夏特列原理
加入HCl溶液
浓度
时间
t1
t2
[H+]↑
[CrO42-]↓
[Cr2O72-]↑
c(H+)的变化
增加H+浓度→新平衡H+浓度>原平衡浓度
各浓度的变化量
△[CrO42-]:△[H+]:△[Cr2O72-] = 2 : 2 : 1
对“减弱”的理解
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
知识建构
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向_______方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向_______方向移动
压强(有气体参与的反应) Δn≠0 增大压强 向________________的方向移动
减小压强 向________________的方向移动
Δn=0 改变压强 __________________
温度 升高温度 向_______反应方向移动
降低温度 向_______反应方向移动
正反应
逆反应
气体分子数目减小
气体分子数目增大
平衡不移动
吸热
放热
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
1.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是 ( )
A.氯水中有下列平衡:Cl2+H2O ⇌ HCl+HClO,
当加入AgNO3溶液后溶液颜色变浅
B.采用高压有利于合成氨反应:N2+3H2 ⇌ 2NH3
C.反应CO+NO2 ⇌ CO2+NO(△H<0)
升高温度平衡向逆反应方向移动
D.使用催化剂有利于合成氨反应:N2+3H2 ⇌ 2NH3
D
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
2.对可逆反应2A(s)+3B(g) ⇌ 2C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v正减小
③压强增大一倍,平衡不移动,v正、v逆不变
④增大B的浓度,v正>v逆
⑤加入催化剂,平衡向正反应方向移动
A.①② B.④ C.③ D.④⑤
B
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
3.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
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
4.在一密闭容器中,反应 达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,N的浓度变为原来的40%,下列说法正确的是
A.平衡向正反应方向移动
B.物质M的转化率变小
C.反应的平衡常数变大
D.a、b的大小关系是:
B
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
5.反应:A(g)+3B(g) ⇌ 2C(g) ΔH<0达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述中正确的是( )
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向右移动
B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向左移动
C.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向右移动
D.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向左移动
C
感谢您的观看
Thank you
Lavf58.29.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
K=eq \f(cN2O4,c2NO2),Q=eq \f(2cN2O4,[2cNO2]2)=eq \f(cN2O4,2c2NO2)=eq \f(1,2)K,
$