内容正文:
第3课时 浓度、压强对化学平衡的影响
第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡
1
教 学 目 标
核 心 素 养
1.理解化学平衡移动的概念;
2.掌握化学平衡移动的影响因素;
3.运用勒夏特列原理分析化学平衡移动的方向。
通过分析浓度、压强等对化学平衡影响的实验,培养学生证据推理与模型认知的化学核心素养。
知识回顾
化学平衡状态的特征
等
动
变
——正逆反应速率相等
——外界条件改变,化学平衡状态可能发生改变
正反应速率
逆反应速率
相等
时间
速率
——v正= v逆≠0
任务一 探讨影响化学平衡的因素
1.那么什么叫做化学平衡的移动呢?
原化学平衡
改变反应条件
平衡被破坏
不平衡
一段时间
新化学平衡
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。
2.改变哪些反应条件可使Q ≠ K,从而改变化学平衡状态?
① 改变浓度,使Q发生改变
② 改变温度,使K发生改变
☆ 浓度商只与浓度有关,平衡常数只与温度有关。
2.化学平衡的移动
(3)移动方向判断
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
Q = K
Q < K
Q > K
平衡状态
v正= v逆
v正 > v逆
v正< v逆
3.浓度对化学平衡移动的规律总结
增大c(反应物)或减小c(生成物)
Q减小
K不变
Q < K
平衡向正反应方向移动;
减小c(反应物)或增大c(生成物)
Q增大
K不变
Q > K
平衡向逆反应方向移动。
一、浓度对化学平衡的影响
实验1.浓度对化学平衡的影响
1.实验探究
一、浓度对化学平衡的影响
Fe3+(浅黄色)+3SCN- Fe(SCN)3(红色)
加少量铁粉
现象:b溶液颜色变浅
c[Fe(SCN)3]减小
平衡向逆反应方向移动
1.实验探究
一、浓度对化学平衡的影响
Fe3+(浅黄色)+3SCN- Fe(SCN)3(红色)
发生Fe+2Fe3+==3Fe2+,
Fe3+浓度减小,
Q= 增大,
Q>K,平衡向逆反应方向移动
一、浓度对化学平衡的影响
加1 mol/L KSCN溶液
现象:c溶液颜色变深
c[Fe(SCN)3]增大
平衡向正反应方向移动
1.实验探究
Fe3+(浅黄色)+3SCN- Fe(SCN)3(红色)
一、浓度对化学平衡的影响
1.实验探究
Fe3+(浅黄色)+3SCN- Fe(SCN)3(红色)
c(SCN-)增大,
Q= 减小,
Q<K,
平衡向正反应方向移动
问题2:还能怎么改变浓度使平衡正向移动呢?
改变条件 平衡移动 移动结果
①
②
c(反应物) 增大
c(生成物)减小
c(反应物)减小
c(生成物)增大
减小c(反应物)
增大c(生成物)
增大c(反应物)
减小c(生成物)
Fe3+(黄色) + 3SCN-(无色) Fe(SCN)3(红色)
平衡向正反应方向移动
平衡向逆反应方向移动
交流讨论
移
动
削
弱
改
变
平衡移动原因 速率变化 移动方向 速率图像
瞬间: v正减小
v逆不变
且v'正< v'逆
瞬间: v正增大
v逆不变
且v'正> v'逆
正反应方向
逆反应方向
增大反应物浓度
减小反应物浓度
v正
v逆
v
t
O
t1
v逆′
v正′
v正
v逆
v
t
O
t1
v正′
v逆′
平衡移动原因 速率变化 移动方向 速率图像
瞬间: v逆减小
v正不变
且v'逆< v'正
瞬间: v逆增大
v正不变
且v'逆> v'正
逆反应方向
正反应方向
v正
v逆
v'正
v'逆
v
t
t1
旧平衡
新平衡
v正
v逆
v'正
v'逆
v
t
t1
旧平衡
新平衡
增大生成物浓度
减小生成物浓度
(1)增加固体或纯液体的量平衡不移动。
(2)只要是增大浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减小浓度,新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。
(3)只有改变实际参加反应的离子浓度对平衡才有影响,如:
Fe3++3SCN- Fe(SCN)3
FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl
增加KCl固体的量平衡不移动
自我提醒
4.工业生产应用
适当增大廉价的反应物的浓度,使化学平衡向正反应方向移动,可提高价格较高的原料的转化率,从而降低生产成本。
一、浓度对化学平衡的影响
反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,该物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化率提高。
压强的改变,可能影响反应体系中多种物质的浓度。
如果增大压强(缩小容积),以下反应各物质的浓度会如何变化?
浓度商会如何变化?
红棕色
无色
2NO2(g) N2O4(g)
任务三 探讨压强对化学平衡的影响
阅读书本38页实验2-2及结论后,观看视频
1.实验探究
二、压强对化学平衡的影响
实验2.压强对化学平衡的影响
实验验证:
快速推动至10 mL处
压强p1 =2p0
快速拉动至20 mL处
压强p2 = p1
20 mL NO2(g)
压强p0
实验2.压强对化学平衡的影响
二、压强对化学平衡的影响
如果增大压强(缩小容积),以下反应各物质的浓度会如何变化? Q如何变化?气体颜色变化现象?
交流讨论
红棕色
无色
2NO2(g) N2O4(g)
(温度不变) 压强 c(NO2) c(N2O4) 浓度商(Q )
原平衡容器容积为V p1 a b
缩小容积至V 瞬时
2p1
2a
b
=Q1
Q2=K
浓度增大,气体颜色先变深
平衡正向移动
达到新平衡(容积V)
p1< p新 < 2p1
a< c新 < 2a
不变
颜色后变浅,但仍比原平衡颜色深
增大压强(减小容器的容积),会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动;
减小压强(增大容器的容积),会使平衡向气体体积增大的方向移动。
二、压强对化学平衡的影响
归纳总结
其他条件不变时,
移
动
削
弱
改
变
2. 压强对化学平衡的影响规律及解释
(3)用v-t图像分析压强对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)
ⅰ. m+n<p,反应达平衡后,其他条件不变,在t1时刻改变压强,图像如①②所示:
t1时刻,增大容器V,压强减小,v正′、v逆′均减小,缩体方向的v逆′减小幅度更大,则v正′>v逆′,平衡正向移动
t1时刻,缩小容器V,压强增大,v正′、v逆′均增大,缩体方向的v逆′增大幅度更大,则v逆′>v正′,平衡逆向移动
二、压强对化学平衡的影响
2. 压强对化学平衡的影响规律及解释
(3)用v-t图像分析压强对化学平衡的影响
mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)
ⅱ. m+n=p,当反应达平衡后,其他条件不变,在t1时刻改变压强,图像如③所示:
t1时刻,若缩小容器V,压强增大,v正′、v逆′均增大,且v正′=v逆′,平衡不移动,如图中上线。
t1时刻,若增大容器V,压强减小,v正′、v逆′均减小,且v正′=v逆′,平衡不移动,如图中下线
二、压强对化学平衡的影响
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
归纳总结
特别提醒
①压强对平衡移动的影响:对于只涉及固体或液体的反应,压强的影响不予考虑。
②压强能否使平衡移动,要看压强改变是否使浓度发生改变,从而使v正′≠v逆′。
1.是否压强改变时,平衡一定能移动呢?
2.对于H2(g)+ I2(g) 2HI(g) 当其他条件不变,减小或增大容器容积来改变压强时,化学平衡如何变化呢?
提示:用平衡常数和浓度商定量判断
深度思考
☆对于反应前后气体物质的总体积没有变化的可逆反应,压强改变不能使化学
平衡发生移动。
3.对于只有固体或液体参加的反应,体系压强的改变会使化学平衡移动吗?
深度思考
☆固态或液态物质的体积受压强影响很小,可以忽略不计。当平衡混合物中都
是固态或液态物质时,改变压强后化学平衡一般不发生移动。
(1)t1,增大c(反应物),使v正′增大,而v逆′不变,则v正′>v逆′,平衡正向移动(如图1)。
(2)t1,减小c(生成物) ,使v逆′减小,而v正′不变,则v正′>v逆′,平衡正向移动(如图2)。
(3)t1,增大c(生成物) ,使v逆′增大,而v正′不变,则v逆′>v正′,平衡逆向移动(如图3)。
(4)t1,减小c(反应物) ,使v正′减小,而v逆′不变,则v逆′>v正′,平衡逆向移动(如图4)。
归纳总结
2. 压强对化学平衡的影响规律及解释
(1)对于有气体参加的可逆反应,当达到平衡时,在其他条件不变时
①增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动。
②减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
③对于反应后气体的总V不变的可逆反应,改变压强,平衡不移动。
(2)用Q、K关系分析压强对化学平衡的影响
一定温度下,增大体系压强,各气体的浓度也同等倍数增大。
反应mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g):
若m+n=p,增大压强,Q=K,化学平衡状态不变;
若m+n<p,增大压强,Q>K,化学平衡向逆向移动;
若m+n>p,增大压强,Q<K,化学平衡向正向移动。
二、压强对化学平衡的影响
浓度对化学平衡影响的v-t图像分析
已知反应:mA(g)+nB(g)pC(g),当反应达到平衡后,有关物质的浓度发生改变,其反应速率的变化曲线分别如下图所示:
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