2.2 第3课时 浓度、压强对化学平衡的影响(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(人教版)
2026-09-14
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教辅
摘要:
该高中化学导学案聚焦浓度、压强对化学平衡的影响,通过Fe³⁺与SCN⁻反应、K₂Cr₂O₇溶液平衡等实验探究导入,衔接化学平衡状态知识,从实验现象观察到浓度商Q与平衡常数K关系分析,构建实验到理论的学习支架。
资料以实验探究与问题驱动为特色,设计对比实验(如不同浓度、压强下的现象)培养科学探究与实践能力,通过Q与K关系推理平衡移动方向提升科学思维,习题针对性强,助力学生形成化学平衡观念,适合师生高效教学使用。
内容正文:
第 3 课时 浓度、压强对化学平衡的影响
1.通过实验探究,了解浓度、压强对化学平衡状态的影响。
2.能运用浓度、压强对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化,能讨论化学反应条件的选择和优化。
知识点一 浓度对化学平衡的影响
1.实验探究浓度对化学平衡的影响
【实验原理】
Fe3+(浅黄色)+⇌
【实验操作】
【实验现象与结论】
试管b中溶液红色变浅,c[Fe(SCN)3]减小;试管c中溶液红色变深,c[Fe(SCN)3]增大。
(1)上述实验中,化学平衡状态是否发生了变化?你是如何判断的?
(2)反应物浓度或生成物浓度的改变,是如何影响化学平衡状态的?
(3)一定温度下,你能根据浓度商的变化分析上述平衡状态的变化吗?
【教材挖掘】 在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:
Cr2(橙色)+H2O⇌2Cr(黄色)+2H+
取一支试管,加入2 mL 0.1 mol•L-1 K2Cr2O7溶液,先向试管中滴加5~10滴6 mol•L-1 NaOH溶液,观察现象;再向试管中继续滴加5~10滴6 mol•L-1 H2SO4溶液,观察现象。分析能观察到什么现象?如何解释实验现象,你能得出什么结论?
2.化学平衡的移动
(1)概念
在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变反应条件,平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着 ,直至达到新的平衡状态。这种由 达到 的过程叫做化学平衡的移动。
(2)平衡移动的过程
(3)用平衡常数K与浓度商Q的关系判断化学平衡的移动方向
当Q=K时,v正=v逆,反应处于平衡状态;
当Q<K时,v正 v逆,平衡向 方向移动;
当Q>K时,v正 v逆,平衡向 方向移动。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)任何情况下,当Q<K,平衡向正反应方向移动。( )
(2)增加反应物的量,平衡一定正向移动。( )
(3)增大反应物的浓度,平衡常数K增大,平衡向正反应方向移动。( )
(4)化学平衡向正反应方向移动,v逆一定比v正小。( )
(5)平衡后,反应混合物各组分百分含量发生改变,化学平衡一定发生了移动。( )
(6)反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)达到平衡后,向该容器中充入少量CO2,保持温度不变,反应再次达到平衡时,c(CO2)增大。( )
2.(2025•北京十一学校检测)将5 mL 0.005 mol•L-1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol•L-1 KSCN溶液混合,达到平衡后呈红色,再将混合液分为5份,分别进行如下实验:
实验①:滴加四滴水,振荡
实验②:滴加四滴饱和的FeCl3溶液,振荡
实验③:滴加四滴1 mol•L-1 KCl溶液,振荡
实验④:滴加四滴1 mol•L-1 KSCN溶液,振荡
实验⑤:滴加四滴1 mol•L-1NaOH 溶液,振荡
下列说法错误的是( )
A.对比实验①和②,为了证明增大反应物浓度,平衡正向移动
B.对比实验①和③,为了证明增大生成物浓度,平衡逆向移动
C.对比实验①和④,为了证明增大反应物浓度,平衡正向移动
D.对比实验①和⑤,为了证明减小反应物浓度,平衡逆向移动
3.一定温度下,固定容积容器中发生可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)。如图为上述反应建立平衡状态Ⅰ后,t1时刻只增大O2浓度至达到新平衡的v-t图像。由图像获得如下信息(用“增大、减小、不变、>、<、=”等填空):
(1)t1时刻v正′ ,v逆′ ,v正′ v逆′,Q K,平衡向 移动。
(2)一段时间后,反应达到平衡状态Ⅱ, 相等,平衡状态Ⅰ的反应速率v正 平衡状态Ⅱ的v逆′。
(3)平衡状态Ⅱ与平衡状态Ⅰ相比,各组分的浓度,c(SO3) ,c(O2) ,c(SO2) ;反应物的转化率,α(O2) ,α(SO2) ;反应的平衡常数 。知识点二 压强对化学平衡的影响
1.实验探究压强对化学平衡的影响
【实验原理】 常温常压下,反应2NO2(g)(红棕色)⇌N2O4(g)(无色)达到平衡。
【实验操作】 用50 mL注射器吸入20 mL NO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于Ⅰ处),将细管端用橡胶塞封闭。
a把活塞从Ⅰ处拉到Ⅱ处;b将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处。
【实验现象】 a混合气体颜色先变浅又逐渐变深;b混合气体颜色先变深又逐渐变浅。
(1)如何解释上述实验现象?
(2)如何从压强影响Q的视角解释上述实验平衡移动的方向?
2.压强对化学平衡的影响
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:
反应类型
变化因素
平衡移动方向
反应前后气体的体积改变
增大压强
向 的方向移动
减小压强
向 的方向移动
反应前后气体的总体积不变
改变压强
平衡
思考:对于反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),减小反应容器的容积,平衡是否发生移动?正、逆反应速率如何变化?
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)增大压强,平衡常数K增大,使Q<K,平衡向正反应方向移动。( )
(2)对于反应: N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),其他条件不变,缩小容器容积,平衡正向移动,则v正增大,v逆减小,v正>v逆。( )
(3)对于2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),增大压强能加快反应速率,提高反应物的平衡转化率。( )
(4)有气体参与的反应,改变压强,平衡一定发生移动。( )
(5)对于反应:2HI(g)⇌H2(g)+I2(g),其他条件不变时,增大压强,体系的颜色加深,平衡正向移动。( )
(6)对于2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色最终变浅。( )
2.(教材改编题)在密闭容器中发生反应aA(g)⇌cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.7倍,下列叙述正确的是( )
A.A的转化率增大
B.平衡向正反应方向移动
C.D的体积分数变大
D.a<c+d
3.在密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+C(s)⇌2CO(g) ΔH>0,达到平衡后,若改变下列条件,分析指定物质的浓度、速率、平衡如何变化。
(1)恒温条件下,增大反应容器的容积,则平衡 (填“逆移”“正移”或“不移动”,下同),v(CO) (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(2)保持反应容器的容积和温度不变,通入氦气,则平衡 ,v(CO2) 。
(3)保持反应容器的压强和温度不变,通入氩气,则平衡 ,v(CO2) 。
(4)温度不变,将容器的体积缩小一半,其正反应速率 ,平衡 ,画出其反应速率的变化曲线图。
归纳总结
充入惰性气体(稀有气体、不参与反应的气体)对化学平衡的影响
(1)恒温恒容条件
原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。
(2)恒温恒压条件
原平衡体系容器容积增大,各反应气体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小
1.引起化学平衡移动的根本原因是( )
A.浓度的改变
B.压强的改变
C.反应历程的改变
D.正、逆反应速率相对大小的改变
2.在CuCl2溶液中存在如下平衡:[CuCl4]2-(黄色)+4H2O⇌[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-,下列说法中错误的是( )
A.将CuCl2固体溶于少量水中得到绿色溶液
B.将CuCl2固体溶于大量水中得到蓝色溶液
C.向CuCl2溶液中加入少量AgNO3固体,平衡向逆反应方向移动
D.向CuCl2溶液中加入NaCl固体,平衡向逆反应方向移动
3.探究压强对反应2NO2(g)⇌N2O4(g)平衡的影响。按如图操作:①活塞从Ⅰ处拉至Ⅱ处;②活塞从Ⅱ处推向Ⅰ处。下列说法正确的是( )
A.①混合气体颜色无明显变化
B.②增大压强,此反应平衡正向移动
C.①开始观察到混合气体颜色变浅,是因为平衡正向移动
D.②K不变,但Q>K,判断平衡正向移动
4.在K2Cr2O7溶液中有下列平衡关系:Cr2(橙色)+H2O⇌2Cr(黄色)+2H+,重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈 色,因为
。
(2)向已加入NaOH溶液的K2Cr2O7溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈 色,因为
。
(3)向原溶液中加入过量Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡 (填“逆向移动”或“正向移动”),溶液颜色将 。
完成课后作业 第二章 第二节 第3课时
答案
第3课时 浓度、压强对化学平衡的影响
知识点一
1.(1)提示:向试管b和试管c中分别加入少量铁粉和1 mol•L-1 KSCN溶液后,化学平衡状态均发生了变化。可以通过观察颜色的变化来判断化学平衡状态的变化情况。向试管b中加入少量铁粉,溶液红色变浅,c[Fe(SCN)3]减小,说明平衡向逆反应方向移动;向试管c中加入KSCN溶液后,溶液红色加深,说明c[Fe(SCN)3]增大,平衡向正反应方向移动。
(2)提示:在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。
(3)提示:试管b中发生Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe3+浓度减小,Q=增大,Q>K,平衡向逆反应方向移动;试管c中,c(SCN-)增大,Q=减小,Q<K,平衡向正反应方向移动。
教材挖掘
提示:滴入NaOH溶液后溶液变为黄色,说明c(Cr)变大,因为反应使c(H+)减小,平衡向正反应方向移动,c(Cr)变大;再加入H2SO4溶液,溶液由黄色变为橙色,说明c(H+)增大,平衡向逆反应方向移动,使c(Cr2)变大。由此可以得到:在其他条件不变时,减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
2.(1)改变 原有的平衡状态 新的平衡状态 (3)> 正反应 < 逆反应
对点训练
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
2.B 对比实验①和②,增加了反应物Fe3+的浓度,平衡正向移动,A项正确;对比实验①和③,仅仅是增大c(Cl-)和c(K+),但反应的实质是Fe3+ +3SCN-⇌Fe(SCN)3,反应的离子浓度不变,平衡不发生移动,B项错误;对比实验①和④,增加反应物SCN-的浓度,平衡正向移动,C项正确;对比实验①和⑤,OH-与Fe3+反应,减少反应物Fe3+的浓度,平衡逆向移动,D项正确。
3.(1)增大 不变 > < 正反应方向
(2)正、逆反应速率 < (3)增大 增大 减小 减小 增大 不变
解析:对于可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),t1时刻只增大O2浓度,反应物浓度增大,v正′增大,生成物浓度不变,v逆′不变,平衡正向移动,达到平衡Ⅱ,但温度未变,平衡常数不变。
知识点二
1.(1)提示:从Ⅰ处拉到Ⅱ处,c(NO2)减小,颜色变浅,但是气体的压强减小,平衡向逆反应方向移动,c(NO2)增大,气体颜色又变深;活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处,c(NO2)增大,颜色变深,但是气体的压强增大,平衡向正反应方向移动,c(NO2)减小,气体颜色又变浅。
(2)提示:假设操作b容积缩小为原来的一半,压强增大一倍。K=,Q===K,Q<K,平衡正向移动;假设操作a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。
2.气体体积缩小 气体体积增大 不移动
思考 提示:不移动;该反应前后气体的体积不变,减小反应容器的容积,压强增大,正、逆反应速率均增大,增大程度相同,平衡不发生移动。
对点训练
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
2.D 假定平衡不移动,将气体体积压缩到原来的一半,D的浓度为原来的2倍,实际上达到新平衡时,D的浓度为原来的1.7倍,说明压强增大,平衡向逆反应方向移动,即a<c+d。根据以上分析,平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,A错误;平衡逆向移动,B错误;平衡逆向移动,D的体积分数减小,C错误;a<c+d,D正确。
3.(1)正移 减小 (2)不移动 不变 (3)正移 减小
(4)增大 逆移
解析:(1)保持温度不变,增大反应容器的容积,所有气体的浓度同等倍数地减小,即减小压强,则平衡正向移动,v(CO)减小。(2)保持反应容器的容积和温度不变,通入氦气,对于旧平衡体系,相当于没改变任何条件,则平衡不移动,v(CO2)不变。(3)保持反应容器的压强和温度不变,通入氩气,相当于减小压强,则平衡正向移动,v(CO2)减小。(4)温度不变,将容器的体积缩小一半,相当于增大压强,其正、逆反应速率均增大,平衡逆向移动。
【随堂演练】
1.D 化学平衡的实质是正、逆反应速率相等,正、逆反应速率相对大小的改变会引起化学平衡的移动。
2.C CuCl2固体溶于少量水中,溶液中同时存在[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+,黄色和蓝色混合得到的是绿色,A正确;将CuCl2固体溶于大量水中得到的是其稀溶液,含铜微粒主要以[Cu(H2O)4]2+形式存在,溶液显蓝色,B正确;向CuCl2溶液中加入少量AgNO3固体,Cl-和Ag+反应生成AgCl沉淀,溶液中c(Cl-)减小,平衡向正反应方向移动,C错误;向CuCl2溶液中加入NaCl固体,溶液中c(Cl-)增大,平衡向逆反应方向移动,D正确。
3.B 活塞从Ⅰ处拉至Ⅱ处,压强减小,平衡逆向移动,但容器体积增加程度更大,二氧化氮浓度减小,混合气体颜色变浅,A错误;活塞从Ⅱ处推向Ⅰ处,压强增大,正向气体分子数减小,平衡正向移动,B正确;活塞从Ⅰ处拉至Ⅱ处,压强减小,平衡逆向移动,但容器体积增加程度更大,二氧化氮浓度减小,混合气体颜色变浅,C错误;温度不变,故②K不变,但Q<K,判断平衡正向移动,D错误。
4.(1)黄 OH-与H+结合生成水,c(H+)减小,使平衡正向移动,Cr浓度增大,溶液由橙色变为黄色 (2)橙 c(H+)增大,平衡逆向移动,Cr2浓度增大,溶液由黄色变为橙色 (3)正向移动 逐渐变浅,直至无色
解析:加碱中和溶液中的H+,平衡正向移动,溶液中的c(Cr)增大;加酸使平衡逆向移动,溶液中的c(Cr2)增大;加Ba(NO3)2发生的反应为Ba2++CrBaCrO4↓(黄色),平衡正向移动,溶液颜色将由橙色逐渐变浅,直至无色。
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