第三单元 化学平衡的移动 第2课时（教学课件） 化学苏教版2019选择性必修1

该高中化学课件聚焦温度变化对化学平衡的影响及勒夏特列原理，通过关节疼痛、油脂水解等生活实例导入，结合温故知新环节复习平衡移动概念，构建新旧知识衔接的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与实践，如[Co(H2O)6]2+与[CoCl4]2-平衡实验及视频，培养科学思维，通过v-t图像分析温度影响、讨论勒夏特列原理局限性。工业合成氨案例深化应用，助力学生形成化学观念，教师可高效开展情境化、探究式教学。

专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学平衡的移动 第2课时 温度变化对化学平衡的影响、化学平衡移动的原理 苏教版2019选择性必修1 性质 2 温度变化、催化剂对化学平衡的影响 1 知识导航 3 化学平衡移动原理(勒夏特列原理) 化学平衡移动原理的应用—优化工业合成氨反应条件 知识导航 明·学习目标 1.通过实验探究说明温度变化对化学平衡移动的影响； 2. 能运用勒夏特列原理分析和推测化学平衡移动的方向； 3. 能综合应用化学反应速率、化学平衡和相关知识解释化工生产过程，并结合实例讨论工艺方案的优化。 引·新课导入 请你说说！ 温度对化学平衡移动的影响？ 学好平衡移动，远离关节疼痛！ 引·新课导入 请你说说！ 温度对化学平衡移动的影响？ 学好平衡移动，掌握生活小技巧！ 油性污垢中的油脂成分因不溶于水而很难洗去，如果能水解成高级脂肪酸和甘油，那就很容易洗去。 油脂水解的方程式是： (RCOO)3C3H5 + 3H2O 3RCOOH + C3H5(OH)3 日常生活中以洗衣粉(或纯碱)作洗涤剂，其水溶液呈碱性，能与高级脂肪酸作用，使化学平衡向正反应方向移动，因此油污容易被水洗去。油脂的水解是吸热反应，适当提高水温促进油脂水解，会使洗涤效果更佳。 引·新课导入 3．改变的外界条件通常是浓度、压强和温度。 2．平衡移动方向的判断：平衡移动方向取决于v正、v逆的相对大小 若v正>v逆 ，则平衡 移动；若v正=v逆，则平衡 移动； 若v正<v逆，则平衡 移动。 正反应方向 逆反应方向 不 1．概念：改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。 温故知新 引·新课导入 条件改变 任意时刻的浓度商 Q ＝ cp(C)·cq(D) cm(A)·cn(B) 平衡向正反应方向移动 平衡向逆反应方向移动 平衡不移动 对于 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 若Q＜K 若Q＞K 若Q＝K 温故知新 01 温度变化、催化剂对化学平衡的影响 探·知识奥秘 一、温度变化、催化剂对化学平衡的影响 平衡的影响 1.探究温度对化学平衡移动的影响 实验视频 【实验探究】 (粉红色) (蓝色) [Co(H2O)6]2+ +4Cl [CoCl4]2-+6H2O　 ∆H ＞0 观察实验现象并记录，分析实验现象。思考：化学平衡状态是否发生了改变？影响化学平衡状态的因素是什么？ 注意 探·知识奥秘 一、温度变化、催化剂对化学平衡的影响 平衡的影响 1.探究温度对化学平衡移动的影响 【实验探究】 实验步骤 实验现象 溶液由紫色变为蓝色 溶液不变色 溶液由紫色变为粉红色 实验结论 升高温度，平衡向 方向移动； 降低温度，平衡向 方向移动 根据现象，分析实验，填空下表 正反应 逆反应 (粉红色) (蓝色) [Co(H2O)6]2+ +4Cl [CoCl4]2-+6H2O　 ∆H ＞0 探·知识奥秘 一、温度变化、催化剂对化学平衡的影响 平衡的影响 1.探究温度对化学平衡移动的影响 （1）规律：其他条件不变时， 升高温度，平衡向吸热的方向移动； 降低温度，平衡向放热的方向移动。 （2）原理分析： 其他条件不变时， 改变温度，正逆反应速率改变倍数不同，平衡发生移动。 （3）原理应用：在工业生产中，需要考虑综合经济效益，一般无论放热还是吸热反应，都可以通过适当升高温度来提高反应速率，从而提高一定时间内反应物的转化率 探·知识奥秘 一、温度变化、催化剂对化学平衡的影响 平衡的影响 2.温度对化学平衡移动的影响图像分析 用v—t 图像分析温度对化学平衡移动的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)　ΔH＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如图所示： ①t1时刻，升高温度，v′正、v′逆均 ，但吸热 反应方向的 增大幅度大，则v′逆＞v′正，平衡 移动。 增大 v′逆 逆向 探·知识奥秘 一、温度变化、催化剂对化学平衡的影响 平衡的影响 2.温度对化学平衡移动的影响图像分析 用v—t 图像分析温度对化学平衡移动的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)　ΔH＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如图所示： ②t1时刻，降低温度，v′正、v′逆均 ，但吸热反应方向的 减小幅度大。则v′正＞v′逆，平衡 移动。 减小 v′逆 正向 探·知识奥秘 一、温度变化、催化剂对化学平衡的影响 平衡的影响 2.温度对化学平衡移动的影响图像分析 特别提醒 ①因为任何可逆反应都有能量变化，所以温度改变，平衡一定发生移动； ② 其它条件不变，升高温度，正逆速率都增大；降低温度，正逆速率都减小；但改变的倍数不同。 ③ 若改变温度，平衡正向移动，则v正>v逆；反之则v正<v逆。 ④温度改变后，若平衡正向移动，则平衡常数K变大，反之变小。 探·知识奥秘 一、温度变化、催化剂对化学平衡的影响 平衡的影响 3.催化剂对化学平衡移动的影响 (1)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时，催化剂 改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的 。 不能 时间 催化剂对化学平衡的影响图像 同等程度地改变正、逆反应速率 v'正＝v'逆 探·知识奥秘 一、温度变化、催化剂对化学平衡的影响 平衡的影响 3.催化剂对化学平衡移动的影响 催化剂四能：①改变反应历程（参与化学反应） ②降低反应活化能（能垒） ③加快反应速率 ④加快反应达到平衡的时间 催化剂四不能：①不能使化学平衡发生移动 ②不能改变焓变 ③不能改变化学平衡常数 ④不能改变平衡转化率（可改变单位时间转化率） 正反应的活化能降低 逆反应的活化能也降低 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 1、关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛。其化学机理为：①、Hur + H2O Ur–+H3O+，②、Ur–+ Na+ NaUr(s)。 对反应②下列叙述中正确的是（ ） A．正反应为吸热反应 B．升高温度，平衡向正反应方向移动 C．逆反应为放热反应 D．降低温度，平衡向正反应方向移动 D A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 2.如图是某研究小组探究温度对反应2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ· mol－1的化学平衡的影响。则下列说法不正确的是( ) A.加入氧化钙的目的是提高体系温度 B.加入氯化铵晶体，平衡向逆反应方向移动 C.气体颜色由深至浅的顺序：(1)＞(2) D.“室温水”的设计意图是做对比实验 B A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 3.工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中主要发生如下反应： <m> ΔH =+206 kJ·mol-1 下列操作中，能提高<m></m>的平衡转化率的是 _（填标号）。 A.增加 <m></m> 的用量 B.恒温恒压下通入惰性气体 C.移除 <m></m> D.加入催化剂 E.降低反应体系的温度 BC 02 化学平衡移动原理(勒夏特列原理) 探·知识奥秘 二、勒夏特列原理 根据浓度、压强、温度三大因素对化学平衡移动的影响规律，填写下表 条件的改变 平衡移动方向 移动对改变条件影响 被改变条件最终变化 增大c(O2) 减小c(SO3) 增大压强 升高温度 平衡正向移动 平衡正向移动 迫使c(SO3)变大 迫使c(O2)变小 平衡向吸热方向移动 平衡向气体分子数变小方向移动 迫使温度变低 迫使压强变小 SO3浓度还是小了 O2浓度还是大了 温度还是高了 压强还是大了 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ∆H ＜0 改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 [交流探讨] 探·知识奥秘 二、勒夏特列原理 1.勒夏特列原理 可见，改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。这就是著名的“勒夏特列原理”，也称为化学平衡移动原理。 勒夏特列 研究对象 适用条件 判断内容 移动结果 处于平衡状态的可逆反应 只适用于改变影响平衡体系的一个条件 只可以判断平衡移动的方向 平衡移动一般只能“减弱”外界条件的改变程度，不能抵消外界条件的改变。 探·知识奥秘 二、勒夏特列原理 2.勒夏特列原理的理解 对原理中“减弱这种改变”的理解 勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”。如，对于2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色)的平衡体系，若缩小体积增大压强，混合气体颜色先 ，后 ，达到新的平衡后混合体系颜色比原平衡时颜色 。 加深 变浅 深 探·知识奥秘 二、勒夏特列原理 勒夏特列原理是经验规律，存在特例，不具有普遍适用性。常利用Q与K的大小关系分析外界条件对化学平衡的影响。 如对于恒温恒容密闭容器中进行的反应： Ag2O(s) 2Ag(s)+1/2O2(g) 达到平衡状态时O2的浓度为c0，此时向容器中充入一定量O2，一段时间后反应达到平衡后O2的浓度仍为c0，这是因为平衡常数K=c1/2(O2)，温度不变，K不变，则c(O2)不变。 但如果利用勒夏特列原理判断，充入O2后，平衡逆向移动，但不能抵消这种增大的趋势，则O2的浓度增大，这显然是不正确的。 2.勒夏特列原理的理解 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（ ） A.夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体 B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深 D.将盛有NO2和N2O4混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅 C A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 D 2. 下列事实中不能用平衡移动原理解释的是 ( ) A．密闭、低温是存放氨水的必要条件 B．实验室用排饱和食盐水法收集氯气 C．硝酸工业生产中，使用过量空气以提高NH3的利用率 D．在FeSO4溶液中，加入铁粉以防止氧化 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 3．已知：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)在一定条件下达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅，下列关于该反应的说法正确的是_______(填字母)。 A．该反应为放热反应 B．降温后CO的浓度增大 C．降温后NO2的转化率增大 D．降温后NO的体积分数增大 E．增大压强混合气体的颜色不变 ACD 03 化学平衡移动原理的应用—优化工业合成氨反应条件 探·知识奥秘 三、化学平衡移动原理的应用 1.化工生产条件的选择 化学平衡移动原理的提出，为化学反应获得较高产量提供了重要的理论基础，在化工生产中得到了广泛的应用。 例如，在合成氨工业中，人们就充分应用化学平衡移动原理来选择和优化反应条件，改进工艺和装置，提高氨的产率。 N2 (g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3 (g) △H= -92.4 kJ/mol 这是一个放热反应。当产生少量氨气后，反应就达到了平衡状态。化学工作者在实际生产中尝试通过各种措施来努力提高合成氨的生产效率。请你利用有关知识分析、论证这些措施是否可行，并说明理由。 探·知识奥秘 三、化学平衡移动原理的应用 工业合成氨 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝-92.4 kJ·mol-1 利用有关知识分析采取这些措施的原因 1．向反应器中注入过量N2 2．采用适当的催化剂 3．在高压下进行反应 4．在较高温度下进行反应 平衡正向移动，提高反应物的转化率 增大反应速率，提高单位时间内的产率 反应速率加快，反应物的转化率提高 反应速率加快 5．不断将氨液化并移去 平衡正向移动，提高原料利用率 [选择决策] 探·知识奥秘 三、化学平衡移动原理的应用 2.实际工业合成氨的适宜条件 (1)工业生产中，必须从 和 两个角度选择 合成氨的适宜条件。 ①尽量增大反应物的 ，充分利用原料。 ②选择较快的 ，提高单位时间内的产量。 ③考虑设备的要求和技术条件等。 反应速率 反应限度 转化率 化学反应速率 探·知识奥秘 三、化学平衡移动原理的应用 2.实际工业合成氨的适宜条件 条件 从反应速率分析 从化学平衡分析 适宜条件 压强 温度 高压 高温 高压 低温 增大压强，有利于氨的合成，但需要的动力大，对材料、设备等要求高，因此，工业上一般采用13 MPa~30 MPa 400~500℃，该温度范围内，合成氨过程中催化剂的活性最佳。 工业合成氨：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝-92.4 kJ·mol-1 探·知识奥秘 三、化学平衡移动原理的应用 2.实际工业合成氨的适宜条件 条件 从反应速率分析 从化学平衡分析 适宜条件 催化剂 浓度 使用催化剂 增大反应物的浓度 无影响 增大反应物的浓度，减小生成物的浓度 使用催化剂，能增大化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益 工业上通常以N2和H2的物质的量之比为 1:2.8 的比例投料，并且及时分离出液氨，促使平衡向正反应方向移动 工业合成氨：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝-92.4 kJ·mol-1 探·知识奥秘 [学科提炼] 化学平衡原理的广泛适用性 在对化学反应的研究中发现，化学平衡是一个涵盖面很 广的概念，无论何种类型的化学反应，无论在气相、液相或 固相中发生的化学反应，只要达到化学平衡，均可应用化学平衡概念、化学平衡移动原理去解释有关的化学反应现象。 如后续即将讨论的在溶液中发生的电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等。 衡量上述平衡可用不同的平衡常数来表达，如水的离子积常数Kw、弱酸的电离常数Ka、难溶电解质的沉淀溶解平衡常数Ksp等。但它们的本质与化学平衡常数K一样，仅随温度的变化而改变，都可以用来表示上述过程的限度，K越大，正向进行的程度也越大。有关化学平衡和平衡转化率计算的规则，在不同的平衡中均可适用。 析·典型范例 1.下列有关合成氨反应的说法，正确的是（ ） A.根据计算，常温下合成氨反应的ΔH－TΔS<0，所以常温下的反应速率很快 B.升高温度，既可以加快合成氨的反应速率，又可以提高平衡转化率 C.工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行 D.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在常温时可自发进行 D 析·典型范例 2.在合成氨反应中使用催化剂和施加高压，下列叙述正确的是（ ） A.都能提高反应速率，都对化学平衡无影响 B.都对化学平衡有影响，但都不影响达到平衡状态所用的时间 C.都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有施加高压对化学平衡有影响 D.使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而施加高压无此效果 C 析·典型范例 B 3.有平衡体系：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＜0，为了增加甲醇的产量，应采取的正确措施是( ) A.高温、高压 B.适宜温度、高压、催化剂 C.低温、低压 D.高温、高压、催化剂 理·核心要点 反应 条件 对化 学平 衡的 影响 温度 浓度 压强 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 改变浓度，若Q < K，平衡正向移动 改变浓度，若Q > K，平衡逆向移动 改变压强，若Q < K，平衡正向移动 改变压强，若Q > K，平衡逆向移动 勒·夏特列原理 练·技能实战 1.反应X(g)＋Y(g) 3Z(g)　ΔH<0达到平衡时，下列说法正确的是（ ） A.减小容器体积，平衡向正反应方向移动 B.恒容时充入氦气，Z的产率增大 C.增大c(X)，X的转化率增大 D.降低温度，Y的转化率增大 D 练·技能实战 2.利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是: CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)　ΔH>0。温度为T ℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是( ) A.K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大 B.增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小 C.升高温度，反应速率和平衡常数K都增大 D.加入催化剂，能提高合成气的平衡产率 C 练·技能实战 3.在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，保持温度不变，改变下列条件，分析解答下列问题： (1)若x＋y＞z，缩小体积，增大压强，则平衡向________方向移动。 (2)若保持体积不变，通入He气，则平衡________移动。 (3)若保持压强不变，通入He气，平衡向正反应方向移动，则x、y、z的关系为________。 (4)若x＋y＝z，恒容条件下充入He气，则平衡________移动。 正反应 不 x＋y＜z 不 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修1 FormatFactory : www.pcfreetime.com $