6.2 化学平衡 第2课时（教学课件）化学沪科版必修第二册

第6章 化学反应速率和化学平衡 6.2 化学平衡 第2课时 化学平衡的移动 沪科版必修第二册 影响化学平衡移动的因素 2 化学平衡的移动 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.理解化学平衡移动的概念 2.掌握浓度、温度、压强等对化学平衡移动的影响规律 如果把喝剩的汽水重新拧紧瓶盖放回冰箱，气泡会变少吗？这背后的化学原理是什么？ 汽水中溶解的气体是什么？ 为什么开盖前几乎看不到气泡，开盖后就大量冒出？ 汽水中的二氧化碳气体与水分子结合形成碳酸 分子，这一过程可以表示为： 当打开汽水瓶盖，瓶内压强减小，碳酸分子会分解为二氧化碳气体和水分子，这一过程可以表示为： 引·新课导入 01 化学平衡的移动 化学平衡的移动 化学平衡的移动 当可逆反应达到化学平衡状态后，若反应条件（如浓度、温度等）改变了，原来的平衡状态就会被打破，正、逆反应的速率不再相等，平衡混合物里各组成物质的含量也就随之改变直至达到新的平衡状态，这个过程叫做化学平衡的移动。 1.定义： 旧平衡 条件改变 非平衡状态 一段时间后 新平衡 条件改变 一段时间后 各组成物质的含量恒定 条件改变 各组成物质的含量不断变化 一段时间后 各组成物质的含量恒定 探·知识奥秘 6 化学平衡的移动 化学平衡的移动 2.实质： 反应条件改变 3.化学平衡移动和反应条件改变之间的关系： 反应条件改变 化学平衡不移动 化学平衡正向移动 化学平衡逆向移动 探·知识奥秘 7 1.对已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确的是( ) A.正反应速率一定大于逆反应速率 B.生成物的百分含量一定增加 C.反应物的转化率一定增大 D.反应的平衡常数一定发生改变 A 析·典型范例 8 02 影响化学平衡移动的因素 影响化学平衡移动的因素 实验探究：浓度对化学平衡移动的影响 实验原理 红色 实验步骤 向 2 号、3 号、4 号试管中分别加入 1 KSCN 溶液、1 FeCl3 溶液和 1 NaOH溶液各 1 mL， 对比溶液颜色的变化 试管编号 1（对照） 2 3 4 加入试剂 1 KSCN 溶液 1 FeCl3 溶液 1 NaOH溶液 实验现象 红色 （基准） 红色加深 红色加深 红色变浅，出现红褐色沉淀 探·知识奥秘 10 影响化学平衡移动的因素 实验探究：浓度对化学平衡移动的影响 试管编号 1（对照） 2 3 4 加入试剂 1 KSCN 溶液 1 FeCl3 溶液 1 NaOH溶液 实验现象 红色（基准） 红色加深 红色加深 红色变浅， 出现红褐色沉淀 分析 平衡移动方向 结论 增大反应物（SCN⁻）浓度 平衡正向移动 增大反应物 （ Fe³⁺）浓度 平衡正向移动 OH⁻与 Fe³⁺生成 Fe (OH)₃，减小反应物（Fe³⁺）浓度 平衡逆向移动 反应物的浓度改变，原有的化学平衡被打破，并朝着减弱这种改变的方向移动，从而在新条件下建立起新的平衡 探·知识奥秘 11 影响化学平衡移动的因素 浓度对化学平衡移动的影响 1.影响规律：当其他条件不变时， ①增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向_____________方向移动。 ②减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向_____________方向移动。 正反应 逆反应 试着画出增大反应物浓度的速率-时间（v – t） 图 增大反应物浓度 v(正) v(逆) 探·知识奥秘 12 2.画出减小反应物浓度、增大生成物浓度、减小生成物浓度的速率-时间（v – t）图 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 v 析·典型范例 13 3.尝试分析这三个ν—t图分别改变的是哪个条件？ C反↓⇒v正瞬↓、v逆渐↓ ⇒v正＜v逆⇒逆移 C生↑⇒v逆瞬↑、v正渐↑ ⇒v正＜v逆⇒逆移 C生↓⇒v逆瞬↓、v正渐↓ ⇒v正＞v逆⇒正移 析·典型范例 14 影响化学平衡移动的因素 注意 1、“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。 2、只要是增大浓度，不论增大的是反应物浓度，还是生成物浓度，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、固体或纯液体的浓度是常数，改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，平衡不移动。 浓度对化学平衡移动的影响 探·知识奥秘 15 影响化学平衡移动的因素 实验探究：温度对化学平衡移动的影响 实验原理 （放热反应） 红棕色 实验步骤 在一个封闭的双球玻璃容器里盛有 NO2和 N2O4 混合气体。将玻璃容器一端的小球浸入热水中，另一端的小球浸入冰水中。 无色 探·知识奥秘 16 影响化学平衡移动的因素 实验探究：温度对化学平衡移动的影响 实验 放进热水中 放入冰水中 现象 分析 平衡移动方向 结论 颜色变深 颜色变浅 浓度增大 （放热反应） 红棕色 无色 浓度减小 平衡逆向移动 平衡正向移动 （吸热方向移动） （放热方向移动） 其他条件不变时，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。 探·知识奥秘 17 影响化学平衡移动的因素 温度对化学平衡移动的影响 （放热反应） 红棕色 无色 任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 1.影响规律：当其他条件不变时， ①升高温度，平衡向_____________方向移动。 ②降低温度，平衡向_____________方向移动。 吸热反应 放热反应 探·知识奥秘 18 影响化学平衡移动的因素 温度对化学平衡移动的影响 试着画出升高温度、降低温度的速率-时间（v – t） 图 （放热反应） 红棕色 无色 升高温度 v(正) v(逆) t(s) v t1 平衡向逆反应方向移动 v ′正、v ′逆均增大 吸热反应方向的v ′逆增大幅度大 v ′逆＞v ′正 t1时刻，升高温度 探·知识奥秘 19 影响化学平衡移动的因素 温度对化学平衡移动的影响 （放热反应） 红棕色 无色 t2 降低温度 v (正) v (逆) t(s) v 试着画出升高温度、降低温度的速率-时间（v – t） 图 平衡向正反应方向移动 、均减小 吸热反应方向的减小幅度大 ＞ t2时刻，降低温度 探·知识奥秘 20 影响化学平衡移动的因素 注意 1、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。 温度对化学平衡移动的影响 4、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 21 4.对于：2A(g)＋B(g) 2C(g)　ΔH＜0，当温度升高时，平衡向逆反应方向移动，其原因是(　　) A．正反应速率增大，逆反应速率减小 B．逆反应速率增大，正反应速率减小 C．正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度 D．正、逆反应速率均增大，而且增大的程度一样 C 析·典型范例 22 5.某温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的，发生反应（无色）的正、逆反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是（ ） C A.曲线1表示正反应速率随时间的变化 B.t2时容器内气体的颜色比t,时的浅 C. t2时, D.其他条件不变，降低温度，反应达到平衡的时间增长 析·典型范例 23 影响化学平衡移动的因素 实验探究：压强对化学平衡移动的影响 实验原理 实验步骤 红棕色 无色 探·知识奥秘 24 影响化学平衡移动的因素 实验探究：压强对化学平衡移动的影响 实验现象与分析 红棕色 无色 向逆反应方向移动 容积增大 原平衡气① 颜色变浅② 颜色又变深③ 物质浓度瞬间减小 减小压强 NO2浓度比②中的增大 容积减小 颜色变深④ 颜色又变浅⑤ 增大压强 物质浓度瞬间增大 NO2浓度比④中的减小 向正反应方向移动 向气体分子数增大方向移动 向气体分子数减小方向移动 探·知识奥秘 25 影响化学平衡移动的因素 压强对化学平衡移动的影响 1.影响规律：当其他条件不变时， ①增大压强，化学平衡向_____________方向移动。 ②减小压强，化学平衡向_____________方向移动。 气体体积减小 气体体积增大 注意 1.对于反应前后气体分子数目不变的反应，压强改变对正、逆反应速率的改变倍数相同，故化学平衡不移动。但是加压，达平衡快；减压，达平衡慢。 2．对只有固态或液态物参与的反应，压强改变对平衡无影响。 3.压强的变化必须是由于体积变化带来浓度变化引起的，如果是充入不参加反应的气体引起的压强变化而浓度却不变化则不会给平衡带来影响，如果只充入某一种气体，导致压强增大，应考虑浓度改变对平衡的影响。 探·知识奥秘 26 影响化学平衡移动的因素 压强对化学平衡移动的影响 已知化学反应：3H2(g)+N2(g) ⇌2NH3(g)。用速率-时间（v－t）图像分析压强变化对化学平衡移动的影响 平衡向正反应（气体体积减小）方向移动 v ′正、v ′逆均增大 v ′正＞v ′逆 t1时刻，增大压强 探·知识奥秘 27 影响化学平衡移动的因素 压强对化学平衡移动的影响 已知化学反应：3H2(g)+N2(g) ⇌2NH3(g)。用速率-时间（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 v ′正、v ′逆均减小 v ′逆＞v ′正 t1时刻，减小压强 探·知识奥秘 28 影响化学平衡移动的因素 现有平衡,下列情况下，平衡如何移动？ 2.保持温度、压强不变加入氩气。 因体积不变,各物质浓度不变,反应速率不变,平衡不移动。 压强不变时加入氩气,使容器体积增大,相当于“压强减小”,平衡向逆反应方向移动。 微点拨 1.保持温度、容器体积不变加入氩气； 探·知识奥秘 29 6.某容器内发生反应：mA（g）+ nB(g) ⇌ pC(g)，平衡时c（C）=a mol/L, 此时加压使得体积变为原来的1/2，判断下列情况下物质C的浓度变化？ ①若m+n=p，则平衡 ，C的浓度变为 。 ②若m+n>p，则平衡 ，C的浓度 2a(“大于”“小于”“等于”)。 ③若m+n<p，则平衡 ，C的浓度 2a(“大于”“小于”“等于”)。 注意：体积变成1/2，浓度增大（外界影响），不管平衡如何移动，物质C的浓度始终都是大于a mol/L，再次验证平衡移动只能减弱外界的影响，不能抵消！ 不移动 2a mol/L 正反应方向移动 大于 逆反应方向移动 小于 析·典型范例 30 7.在一定条件下，可逆反应：mA＋nB ⇌ pC达到平衡，若： (1)A、B、C都是气体，减小压强，平衡向正反应方向移动，则m＋n 和 p 的关系是______________。 (2)A、C是气体，增加B的量，平衡不移动，则B为________态。 (3)A、C是气体，而且m＋n＝p，增大压强可使平衡发生移动，则平衡移动的方向是____________。 m＋n<p 固或液 逆反应方向 析·典型范例 31 1.在恒容密闭容器中进行的合成氨反应，达到平衡后改变一个条件，一段时间又达到平衡，此时测得氨气的体积分数增大。下列可能的原因是( ) A.升高温度 B.在容器中通入一定量的氦气 C.增大容器体积 D.按起始投料比成比例增加反应物的浓度 D 练·技能实战 2.一定温度下，某密闭容器中加入足量碳酸钙，发生反应达到平衡，下列说法正确的是(　　) A．保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行 B．增加CaCO3(s)的量，平衡正向移动，CO2的浓度增大 C．将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变 D．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍 C 练·技能实战 3.反应：2NO(g) ＋ O2(g) ⇌ 2NO2(g) (正反应放热) ，达到平衡后，若分别采取下列措施： ①增大压强　 ②减小NO2浓度　 ③增大O2浓度　 ④升高温度 　⑤恒压通入氦气 能使平衡向正反应方向移动的是 (　　) A．①②③　　　 B．②③④ C．③④⑤ D．①②⑤ C 练·技能实战 4.（多选题）氢气是重要的工业原料，煤的气化是一种重要的制氢途径。反应过程如下: ①C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)(吸热反应) ②2CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)(放热反应) 在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量C(s)和1molH2O(g)。反应平衡时，H2O(g)的物质的量为0.5mol.CO的物质的量为0.1mol。下列说法错误的是 A.增加炭粉，能使反应①平衡正向移动 B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡 C.平衡时H2的体积分数可能大于2 D.升高温度可能增大H2O的转化率 AC 练·技能实战 5.现有反应：mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则： (1)该反应的正反应为_____热反应，且m＋n____p。 (2)减压时，A的质量分数__________。 (3)若容积不变加入B，则A的转化率__________，B的转化率__________。 (4)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比c(B)∶c(C)将__________。 (5)若B是有色物质，A、C均无色，则加入C(体积不变)时混合物颜色__________；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色__________。 吸 > 增大 增大 减小 减小 变深 变浅 练·技能实战 6.我国科学家研发的“液态阳光“计划通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇()。 制备甲醇的主反应:(正反应放热)。 (1)恒温恒容时，投入一定量的和氢气建立平衡后，在t1时刻增加氢气的物质的量，t2时达到平衡。请描述从t1时刻到t2，正反应向速率的变化情况:________________________________________。若t1时降温，______反应方向速率变化幅度大(填“正”或“逆”)。 正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小至不变 逆 练·技能实战 6.我国科学家研发的“液态阳光“计划通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇()。制备甲醇的主反应:(正反应放热)。 (2)若向一个固定容积为VL的容器中充入1mol和3mol，一定温度下达到平衡状态: ①保持温度、体积不变，若向容器内充入一定量的Ne，则的平衡转化率______ (填“变大”、“变小”或“不变”，下同)。 ②保持温度、体积不变，若再向容器内充入一定量的，则的平衡转化率______。 不变 变小 练·技能实战 6.我国科学家研发的“液态阳光“计划通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇()。制备甲醇的主反应:(正反应放热)。 (2)若向一个固定容积为VL的容器中充入1mol和3mol，一定温度下达到平衡状态: ③保持温度、体积不变，若起始时，改为向容器中充入1mol和1mol则相比原平衡，新的平衡中的平衡浓度______(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)。 ④保持温度不变，若另在一起始体积为VL的恒压密闭容器中投入1mol和3mol进行反应，则的平衡转化率______. 不变 变大 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版必修第二册 $