内容正文:
第3课时 化学平衡的影响因素
第二章 第二节 化学平衡
时间:2025 . 10 . 20
1
复习巩固
原化学平衡
条件改变
反应速率改变且变化量不同
非平衡状态
一段时间后
新化学平衡
v正=v逆 ≠0
v正≠ v逆
v'正=v'逆≠0
Q = K
Q ≠ K
Q = K
【思考】化学平衡移动的本质是什么呢?
一、化学平衡移动:
由于条件的改变,可逆反应由一个平衡状态转变为另一个平衡状态的过程。
影响化学平衡的因素可能有哪些?
ν正 ≠ ν逆
T、C、P、催化剂等
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:
平衡未被破坏,平衡不移动
(1)速率判断:
条件改变
Q<K,反应向正方向进行
Q = K,反应达到平衡状态
Q >K,反应向逆方向进行
(2)浓度商判断:
对于一般的可逆反应:
mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g)
复习巩固
化学平衡移动方向的判断方法
化学平衡移动方向的条件:
浓度?
压强?
温度?
催化剂?
外界条件改变后,化学平衡就一定移动吗?
②υ正 >υ逆:
平衡向正反应方向移动
③υ正 <υ逆:
平衡向逆反应方向移动
①υ正 =υ逆:
平衡不移动
复习巩固
二、影响化学平衡的因素
1、浓度对化学平衡的影响
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
浅黄 无色 血红色
【实验原理】
【实验方案】
变量控制
温度等其他因素不变,只改变一种物质的浓度
高浓度KSCN 或 滴饱和FeCl3
加 Fe粉 降低Fe3+浓度(Fe+2Fe3+ = 3Fe2+)
增大C反应物
减小C反应物
增大C生成物
减小C生成物
二、 影响化学平衡的因素
1、浓度对化学平衡的影响
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
浅黄 无色 血红色
【实验原理】
实验 向试管b中加少量铁粉 向试管c中滴加KSCN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(Fe3+),平衡逆向移动
其他条件不变,
增大C反(SCN- ),平衡正向移动
a (对照组)
【实验现象及结论】
二、影响化学平衡的因素
【思考1】如何从Q与K的关系解释实验现象?
浓度
Q
平衡移动
Q ≠ K
影响
Fe3++3SCN- Fe(SCN)3
Q =
c [Fe(SCN)3]
c (Fe3+) • c3 (SCN-)
平衡正向移动
Q 减小,Q< K
Q 增大 ,Q>K
平衡逆向移动
c反↓ 或 c生↑
c反↑ 或 c生↓
1、浓度对化学平衡的影响
二、影响化学平衡的因素
1、浓度对化学平衡的影响
【思考2】 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?CO的浓度有何变化?
①增大水蒸气浓度
②加入更多的碳
平衡正向移动,CO浓度增大
平衡不移动,CO浓度不变
改变固态或纯液体的用量,化学平衡不移动。
二、影响化学平衡的因素
【思考3】如何从 v-t 图像分析平衡移动?
1、浓度对化学平衡的影响
v
t
0
v正
v逆
平衡向逆方向移动
v
t
0
v正
v逆
C反↓⇒v正 瞬↓,v逆不变
v`正
v`逆
v`逆
v`正
平衡向正方向移动
C反↑⇒v正 瞬↑,v逆不变
v`正>v`逆
⇒
v`正<v`逆
⇒
① c反↑(增大反应物浓度)
② c反↓ (减小反应物浓度)
二、影响化学平衡的因素
【思考3】如何从 v-t 图像分析平衡移动?
1、浓度对化学平衡的影响
① c生↑(增大生成物浓度)
② c生↓ (减小生成物浓度)
0
v
t
v正
v逆
0
v
t
v正
v逆
v`逆
v`正
v`正
v`逆
C生↑⇒v逆瞬↑、v正未变
平衡向逆方向移动
⇒v正<v逆
C生↓⇒v逆瞬↓、v正未变
平衡向正方向移动
⇒v正>v逆
时间
速率
v正
v逆
t
v正=v逆
v正´=v逆´
v正´
v逆´
t1
t2
增大反应物浓度
时间
速率
v正
v逆
t
v正=v逆
v正´=v逆´
v正´
v逆´
t1
t2
减小反应物浓度
时间
速率
v正
v逆
t
v正=v逆
v正´=v逆´
v逆´
v正´
t1
t2
增大生成物浓度
时间
速率
v正
v逆
t
v正=v逆
v正´=v逆´
v正´
v逆´
t1
t2
减小生成物浓度
11
二、影响化学平衡的因素
2、温度对化学平衡的影响
变量控制
浓度等因素不变,只改变温度;
升高温度
放在热水浴中
降低温度
放在冷水浴中
【实验原理】
【实验方案】
2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
红棕色
无色
二、影响化学平衡的因素
2、温度对化学平衡的影响
【实验原理】
实验 浸泡在热水中 浸泡在冷水中
现象
结论
【实验现象及结论】
2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
红棕色
无色
红棕色加深
红棕色变浅
升高温度,CNO2增大,
降低温度,CNO2减小
平衡逆向(吸热)移动
平衡正向(放热)移动
放热
吸热
升吸降放
二、影响化学平衡的因素
2、温度对化学平衡的影响
【思考1】如何从Q与K的关系解释实验现象?
2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
温度
K
平衡移动
K ≠ Q
影响
T↑
T↓
平衡向吸热方向移动
平衡向放热方向移动
放热
吸热
小结
思考1:在温度的影响中,是Q在变还是K在变?
温度
K
平衡移动
K ≠ Q
影响
思考2:温度与K有什么关系?
正反应为放热反应(∆H<0):T↑,K↓,Q>K
正反应为吸热反应(∆H>0):T↑,K↑,Q<K
平衡逆向移动
(吸热方向)
平衡正向移动
(吸热方向)
二、影响化学平衡的因素
2、温度对化学平衡的影响
【思考2】如何从 v-t 图像分析平衡移动?
① 升高温度
② 降低温度
v`正
v`逆
v`正
v`逆
T↑ v正 、v逆瞬↑
,但v`正<v`逆
T↓ v正 、v逆瞬↓
,但v`正>v`逆
向放热方向移动
向吸热方向移动
类型1:放热反应( ΔH<0 )
升吸降放
一、影响化学平衡的因素
2、温度对化学平衡的影响
【思考2】如何从 v-t 图像分析平衡移动?
① 升高温度
② 降低温度
类型2:吸热反应( ΔH>0 )
v`正
v`逆
v`正
v`逆
T↓ v正 、v逆瞬↓
,但v`正<v`逆
向放热方向移动
T↑ v正 、v逆瞬↑
,但v`正>v`逆
向吸热方向移动
升吸降放
一、影响化学平衡的因素
2、温度对化学平衡的影响
【思考2】如何从 v-t 图像分析平衡移动?
正反应放热
升高温度
降低温度
正反应吸热
升高温度
降低温度
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。
一、影响化学平衡的因素
【思考】概括改变浓度或温度等条件,平衡移动的方向?
如果改变影响平衡的条件(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
总之就是,平衡会朝着跟你“对着干”(但又干不过)的方向移动。
勒夏特列原理
A D
【练习】
举个例子
二、勒夏特列原理
原平衡(100℃)
升温到200℃
减弱改变
吸热反应
方向移动
新平衡(温度介于100-200℃之间)
减弱改变但不能抵消
降温
“减弱”而不是“消除”外界条件的影响
一、影响化学平衡的因素
3、压强对化学平衡的影响
你能根据勒夏特列原理预测压强对化学平衡的影响吗?
(1) 推理预测
有气体参与或生成的反应,其它条件不变时:
增大压强 (减小容器的容积) ,向气体______________的方向移动;
减小压强 (增大容器的容积) ,向气体______________的方向移动。
分子数减小
分子数增大
二、影响化学平衡的因素
3、压强对化学平衡的影响
(2) 实验验证
2NO2(g) N2O4(g)
红棕色
实验 压缩体积,压强增大 扩大体积,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;
二、影响化学平衡的因素
3、压强对化学平衡的影响
平衡向气体体积缩小的方向移动
平衡向气体体积增大的方向移动
(减小容器体积)
增大压强
(扩大容器体积)
减小压强
【思考1】改变压强, +D(s) 的平衡是否会发生移动?
反应A(g)+B(g) 2C(g)
不移动。
口诀:大P小移;小P大移
(1)改变压强仅对反应前后气体分子数不等的反应有影响;
(2)固态或液态的体积受压强变化小,一般不考虑 (平衡不移动)。
二、影响化学平衡的因素
3、压强对化学平衡的影响
【思考2】如何从 v-t 图像分析平衡移动?
m+n>p+q
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
① 增大压强
v`正
v`逆
② 减小压强
P↑ v正 、v逆瞬↑
,但v`正>v`逆
气体分子数减小的方向
v`正
v`逆
P↓ v正 、v逆瞬↓
,但v`正<v`逆
气体分子数增大的方向
口诀:大P小移;小P大移
二、影响化学平衡的因素
3、压强对化学平衡的影响
【思考2】如何从 v-t 图像分析平衡移动?
口诀:大P小移;小P大移
m+n<p+q
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
① 增大压强
② 减小压强
v`逆
v`正
P↑ v正 、v逆瞬↑
,但v`正<v`逆
气体分子数减小的方向
v`逆
v`正
P↓ v正 、v逆瞬↓
,但v`正>v`逆
气体分子数增大的方向
二、影响化学平衡的因素
3、压强对化学平衡的影响
【思考2】如何从 v-t 图像分析平衡移动?
口诀:大P小移;小P大移
m+n = p+q
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
① 增大压强
② 减小压强
P↑ v正 、v逆瞬↑
,但v`正 = v`逆
P↓ v正 、v逆瞬↓
,但v`正 = v`逆
v`正 = v`逆
v`正 = v`逆
平衡不移动
平衡不移动
二、影响化学平衡的因素
3、压强对化学平衡的影响
总压增大,
各组分浓度不变
平衡不移动
总压不变,体积增大
各组分浓度减小
平衡向气体体积
减小方向移动
“惰性气体”对化学平衡的影响
(1)恒温恒容条件
(2)恒温恒压条件
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。
(3)反应前后气体体积相等的反应 如:H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g)
① 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
② H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)
③ H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)
④ CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
⑤ H2S(g) H2(g) + S(s)
【思考】下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡向哪个方向移动?
正向移动
不移动
逆向移动
逆向移动
不移动
气体体积缩小的方向移动
习题
气体总系数减小
气体总系数增大
气体总系数不变
增大压强
减小压强
增大压强
减小压强
增大/减小压强
归纳总结:压强对化学平衡的影响规律
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
压强改变,系数大的一方受影响更大
二、影响化学平衡的因素
催化剂可以同等程度地改变正、逆反应速率,因此对化学平衡的移动没有影响。
加入催化剂会使化学平衡发生移动吗?
工业生产往往使用催化剂,其目的是什么?
加快化学反应的速率,提高单位时间内的产量。
4、催化剂对化学平衡的影响
ν′正= ν′逆
ν′正= ν′逆
二、影响化学平衡的因素
4、催化剂对化学平衡的影响
【思考】如何从 v-t 图像分析平衡移动?
三、小结
条件的改变 平衡移动的方向 新平衡建立时与原平衡比较(具体条件)
具
体 增大O2的浓度
减小SO3的浓度
增大压强
升高温度
抽象 改变一个条件
向右即O2浓度减小的方向
向右即SO3浓度增大的方向
SO3浓度较原平衡小
O2浓度较原平衡大
减弱这种改变
向左即温度降低的方向
向右即压强减小方向
不能抵消这种改变
平衡温度比旧平衡高
总压强比原平衡大
【思考】分析下列条件对化学平衡的影响 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
定量“减弱” 而不能消除影响!!!
三、小结
改变条件
若反应速率不变(如容积不变时充入不参加反应的气体)
改变条件
改变程度相同
(v正=v逆)
使用催化剂
气体体积不变的反应,改变压强
平衡不移动
用速率分析化学平衡移动的一般思路
改变程度不同
(v正≠v逆)
浓度变化
压强变化
温度变化
平衡移动
v正 > v逆 正向移动
v正 < v逆 逆向移动
三、小结
影响化学
平衡的因素
浓度
压强
温度
C反↑ 或 C生↓
C反↓ 或 C生↑
正向
逆向
催化剂
不影响平衡移动
吸热方向
放热方向
向气体分子数减小方向
向气体分子数增大方向
升吸降放
——只影响反应速率,平衡不移动
P↑
P↓
T↑
T↓
合成气用于合成氨时需除去CO,发生反应 CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0。下列措施能使
的值增大的是( )
A.恒温、恒容下充入He(g)
B.降低温度
C.将CO从体系中分离
D.再通入一定量的水蒸气
【答案】 B
习题
在容积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2,通入Br2(g)发生反应:H2(g)+Br2(g)
2HBr(g) ΔH<0。当温度分别为T1、T2,平衡时H2的体积分数与 Br2(g)的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图可知:T2>T1
B.M、N两点的反应速率:M>N
C.为了提高Br2(g)的转化率,可增加 Br2(g)的通入量
D.N点比M点体系的颜色深
D
Lavf58.20.100
Lavf57.83.100
$