2.2 化学平衡 第2课时(培优课件)化学人教版选择性必修1

2026-09-04
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摘要:

该高中化学课件聚焦化学平衡移动及浓度、压强、温度、催化剂的影响,以CO中毒救治情境导入,通过平衡移动概念构建、四大因素实验探究与理论分析,最终用勒夏特列原理系统总结,形成完整学习支架。 其亮点在于融合变化观念与平衡思想,通过FeCl3与KSCN浓度实验、NO2压强温度实验等探究活动,结合Q与K计算及速率图像模型,培养证据推理能力。设置误区警戒和例题方法总结,助力学生深化理解,也为教师提供结构化教学资源,提升课堂效率。

内容正文:

人教版必修第一册 高效培优系列 第二章 化学反应速率与化学平衡 第2课时 化学反应速率及其影响因素 第二节 化学平衡 01 影响化学平衡移动的四大因素 化学平衡移动 02 知识导航 勒夏特列原理 03 目标立纲 1. 掌握浓度、温度、压强对化学平衡移动的影响,归纳条件变化规律。 2. 认识催化剂只改变反应速率,明确催化剂不存在使化学平衡移动的作用。 3. 理解勒夏特列原理的含义,能够借助原理判断化学平衡的移动方向。 知识目标 1. 变化观念与平衡思想:形成动态平衡认知,知道外界条件能够破坏旧平衡、建立新 平衡状态。 2. 证据推理与模型认知:基于平衡移动典型案例,依托勒夏特列原理建立平衡移动判 断模型。 素养目标 情境启思 人体血液中的血红蛋白(Hb)可与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力。 若肺中吸入CO会发生反应 CO+HbO2 O2+HbCO, HbCO浓度达到HbO2浓度的0.02倍时,会使人智力受损。 救治一氧化碳中毒人员时,首要措施是快速将患者转移至空气清新、通风良好的区域,及时开展缺氧症状的纠正,可通过鼻导管或者吸氧面罩为患者输送高浓度氧气。与此同时立即拨打急救电话,将患者送往具备高压氧舱救治条件的医疗机构。高压氧舱为一氧化碳中毒的首选治疗手段,能够有效缓解机体组织缺氧,该实例也体现出:改变外界条件,可逆反应的平衡将会发生移动 化学平衡移动 01 知识精研 一、化学平衡移动 1.如何打破化学平衡状态 一定条件下的化学平衡 条件改变 反应速率改变且变化量不同 平衡被破坏 非平衡状态 一段时间后 新条件下的 新化学平衡 v正= v逆 反应混合物中各组分的浓度恒定 v正≠ v逆 反应混合物中各组分的浓度发生变化 v'正= v'逆 反应混合物中各组分的浓度恒定 破坏旧平衡 建立新平衡 化学平衡的移动 知识精研 一、化学平衡移动 1.如何打破化学平衡状态 改变反应条件 化学平衡1 Q = K 不平衡 Q ≠ K 一段时间 化学平衡2 Q = K Q < K Q > K 平衡状态 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 知识精研 一、化学平衡移动 2.化学平衡移动的定义 v t V’正=V’逆 V正=V逆 t1 V’正 V’逆 t2 V正 V逆 t3 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅱ 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,化学体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡状态。这种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。 研究对象: 已建立平衡状态的体系 平衡移动的本质原因: v正≠ v逆 各组分的百分含量发生改变。 析典破难 【例1】对于已建立化学平衡的可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动,下列有关叙述正确的是 ①生成物的质量分数一定增加;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥使用了合适的催化剂; A.①② B.②⑤ C.③④ D.④⑥ B 析典破难 1. 分清产量与百分含量:平衡正向移动,生成物产量一定增大,但生成物质量分数不一定变大,大量添加反应物时,总体系质量增幅更大,产物占比反而下降。 2. 反应物转化率变化判断:平衡正向移动,反应物转化率未必升高。单独增加一种反应物的用量,平衡右移,但该种反应物自身的转化率反而会出现降低。 3. 浓度变化牢记勒夏特列原理:平衡正向移动,反应物浓度不一定减小。增大反应物浓度,平衡只能减弱浓度增幅,新平衡状态下该反应物浓度依旧高于初始平衡。 4. 平衡移动的本质判据与催化剂误区:平衡正向移动的根本条件是v正>v_逆;催化剂同等加快正逆反应速率,只改变达平衡时间,不会引起平衡发生移动。 方法总结 影响化学 平衡移动的四大因素 02 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3 溶液的试管中加入5 mL0.015 mol/LKSCN 溶液,溶液呈红色。将上述溶液平均分装在a、b、c 三支试管中,向试管b 中加入少量铁粉,向试管 c 中滴加4 滴 1 mol/L KSCN 溶液,观察试管b、c 中溶液颜色的变化,并均与试管a 对比。 【实验2-1】 实验原理: 红色 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 无色 黄色 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 (1)实验探究 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 实验原理: 红色 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 无色 黄色 (2)实验现象 b加入少量铁粉 a对照组 c滴入4滴 1 mol/LKSCN 溶液 溶液颜色变浅 其他条件不变,减小C反应物,平衡逆向移动 溶液颜色加深 其他条件不变,增大C反应物,平衡正向移动 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 (3)理论分析 cm(A) • cn(B) =Q cp(C) • cq(D) K = cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) ①C反应物 减小 Fe+2Fe3+ = 3Fe2+ 加入铁粉,Fe3+浓度减小, Q = Q 增大 ,Q>K,平衡逆向移动 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 (3)理论分析 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 cm(A) • cn(B) =Q cp(C) • cq(D) K = cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) ②C反应物 增大 加入KSCN,SCN-浓度增大, Q = Q 减小 ,Q<K,平衡正向移动 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 (4)实验结论 其他条件不变时,增大反应物的浓度(或减小生成物浓度),平衡向正反应方向移动。 其他条件不变时,减小反应物的浓度(或增大生成物浓度),平衡向逆反应方向移动。 在等温条件下,对于一个已达到化学平衡的反应,当改变反应物或生成物的浓度时,根据浓度商与平衡常数的小关系,可以判断化学平衡移动的方向。 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 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 (5)图像解释 体系浓 度改变 图像 速率 变化 增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 减小生成物浓度 v(正)先增大, v(逆)后增大 且v'(正)> v'(逆) v(逆)先增大, v(正)后增大 且v'(逆)> v'(正) v(正)先减小, v(逆)后减小 且v' (逆)> v'(正) v(逆)先减小, v(正)后减小 且v'(正)> v'(逆) v(正) v(逆) v t v'(正) v'(逆) v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) v(正) v(逆) v t v'(正) v'(逆) v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 浓度对平衡影响的规律适用范围: (1)适用于其他条件不变, 只改变平衡体系的某一物质的浓度。 (2)因固体或纯液体的浓度是常数,改变固体或纯液体的量不能改变其浓度,所以反应速率不变,平衡不移动。 (3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物、生成物的浓度都减小,所以V(正)、V(逆)也都减小,但减小的程度不同,总结果是平衡向方程式中计量系数之和较大的方向移动。反之,若浓度增大平衡向方程式中计量系数之和较小的方向移动。 误区警戒 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 2.探究压强对化学平衡的影响 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。然后把活塞拉到Ⅱ处,观察管内混合气体颜色 的变化。当反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时,观察管内混合气体颜色的变化。 【实验2-2】 实验原理: 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 2.探究压强对化学平衡的影响 (1)实验探究 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 2.探究压强对化学平衡的影响 (2)实验现象 实验原理: 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 颜色先变深,后变浅,最终比原来深 颜色先变浅,后变深,最终比原来浅 CNO2瞬间增大 压强增大,平衡正向移动 平衡后CNO2比原来大 CNO2瞬间减小 压强减小,平衡逆向移动 平衡后CNO2比原来小 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 2.探究压强对化学平衡的影响 (3)理论分析 实验原理: 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 同温度下 压强 各物质浓度(mol·L-1) 浓度商(Q ) NO2 N2O4 容器容积:V p1 a b 压缩容积至V/2 b a2 = K Q1= 2p1 2a 2b 2b (2a)2 b 2a2 Q2= = 通过计算Q2 =K/2 ,即Q2 < K 向正反应方移动 颜色先变深,后变浅,最终比原来深 CNO2瞬间增大 压强增大,平衡正向移动 平衡后CNO2比原来大 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 2.探究压强对化学平衡的影响 (3)理论分析 实验原理: 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 通过计算Q2 =2K ,即Q2 > K 向逆反应方移动。 颜色先变浅,后变深,最终比原来浅 CNO2瞬间减小 压强减小,平衡逆向移动 平衡后CNO2比原来小 同温度下 压强 各物质浓度(mol·L-1) 浓度商(Q ) NO2 N2O4 容器容积:V p1 a b 增大容积至2V ½ p1 ½ a ½ b ( )2 2b a2 Q2= = ½ b ½ a b a2 = K Q1= 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 2.探究压强对化学平衡的影响 (4)实验结论 mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g) + qD(g) 当 q+p>m+n 当 q+p=m+n 当 q+p<m+n Q>K,平衡逆向移动 Q=K,平衡不移动 Q<K,平衡正向移动 反应前后气体总分子数相等的可逆反应;改变压强只改变化学反应速率,对平衡无影响. 增大压强 → 化学平衡向气体分子数目减少的方向移动 减小压强 → 化学平衡向气体分子数目增大的方向移动 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 2.探究压强对化学平衡的影响 (5)图像解释 压强 改变 图像 速率 变化 加压 加压 减压 减压 v(正)、v(逆)均增大, 且v'(正)> v'(逆) Vg  Vg < 0  Vg > 0  Vg > 0  Vg < 0  Vg = 0 加压或减压 v(正)、v(逆)均增大,且v'(正) < v'(逆) v(正)、v(逆)均减小,且v'(正)> v'(逆) v(正)、v(逆)均减小,且v'(正) < v'(逆) v(正)、v(逆)均同等程度增大或减小 v(正) v(逆) v t v'(正) v'(逆) v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) v(正) v(逆) v t v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) v'(正) v'(逆) v(正) v(逆) v t 加压 减压 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 压强对平衡影响的规律适用范围: ①适用于有气体参与的反应。 ②压强能否使化学平衡发生移动,看压强改变是否使浓度发生改变,从而使v正′≠v逆′。 ③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,改变压强化学平衡一般不发生移动。 误区警戒 2.探究压强对化学平衡的影响   知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 3.探究温度对化学平衡的影响 把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶,然后用弹簧夹夹住乳胶管;把一只烧瓶浸泡在热水中,另一只浸泡在冰水中。观察混合气体颜色的变化。 【实验2-3】 实验原理: 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 3.探究温度对化学平衡的影响 (1)实验探究 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 3.探究温度对化学平衡的影响 (2)实验现象和结论 热水 冰水 实验原理: 无色 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) 颜色加深,向逆反应方向移动 升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动 颜色变浅,向正反应方向移动 降低温度,化学平衡向放热反应方向移动 放热反应,升温, K减小;吸热反应,升温, K增大 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 (3)理论分析 cm(A) • cn(B) =Q cp(C) • cq(D) K = cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) △H<0 ①升高温度 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 放热反应,升温, K减小,使Q>K,平衡逆向移动,颜色加深 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 1.探究浓度对化学平衡的影响 (3)理论分析 cm(A) • cn(B) =Q cp(C) • cq(D) K = cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) △H<0 ②降低温度 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 放热反应,降温, K减小,使Q<K,平衡正向移动,颜色变浅 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 3.探究温度对化学平衡的影响 (3)图像解释 温度 改变 图像 速率 变化 升高温度 热效应 正反应放热 正反应放热 正反应吸热 正反应吸热 降低温度 升高温度 降低温度 v(正)、v(逆)均增大, 且v'(逆)> v'(正) v(正)、v(逆)均增大,且v'(正) > v'(逆) v(正)、v(逆)均减小,且v'(正) > v'(逆) v(正)、v(逆)均减小,且v'(逆) > v'(正) v(正) v(逆) v t v'(正) v'(逆) v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) v(正) v(逆) v t v(正) v(逆) v t v'(逆) v'(正) v'(正) v'(逆) 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 温度对化学平衡的影响规律: ①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。升温,正逆反应速率都增大。 ②当其他条件不变时: 温度升高,平衡向吸热反应的方向移动; 温度降低,平衡向放热反应的方向移动。 误区警戒   3.探究温度对化学平衡的影响 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 4.探究催化剂对化学平衡的影响 催化剂降低了反应的活化能, 正反应和逆反应的活化能都降低。 知识精研 二、影响化学平衡移动的四大因素 4.探究催化剂对化学平衡的影响 催化剂能够同等幅度加快正、逆两个方向的化学反应速率,二者增大的倍数保持一致,因此不会造成化学平衡发生移动。催化剂虽无法改变平衡状态,却能够加快反应进程,缩短体系建立化学平衡所需要的时间。 催化剂不会对平衡常数K产生影响,也不会改变浓度商Q的数值。可逆反应达到平衡以后始终满足Q=K,加入催化剂,该等量关系仍然成立,平衡位置保持不变。 v(正)= v(逆) 析典破难 【例2】对处于化学平衡的体系,由化学平衡与化学反应速率的关系可知(  ) A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动 B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化 C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大 D.改变压强,化学反应速率一定改变,平衡一定发生移动 B 析典破难 【例3】一定量的混合气体在密闭容器中发生反应: m A (g) + n B (g) p C (g)达到平衡后,温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时,C的浓度为原来的1.8倍,则下列说法正确的是(  ) B A. m + n > p B. A 的转化率降低 C. 平衡向正反应方向移动 D. C的体积分数增加 析典破难 1. 速率变化和平衡移动不能划等号。速率改变,平衡未必移动,催化剂可同等改变正逆速率;只有正、逆反应速率变化幅度不一样时,化学平衡才会发生移动。 2. 反应限度与反应速率是两个概念。反应进行程度(转化率、平衡常数)描述反应能走多远,速率描述反应快慢,二者之间没有必然的因果关系,不能互相推导。 3. 压强改变的双重影响要分清。压强改变不一定改变速率(如恒容充入惰性气体);即使速率改变,对于气体分子数相等的反应,平衡也不会因为压强变化而发生移动。 4. 体积压缩后的浓度“假设法”解题技巧。先假设平衡不动,体积减半则所有物质浓度直接翻倍;对比实际浓度,判断平衡移动方向,再进一步推出气体计量数、转化率等结论。 方法总结 勒夏特列原理 03 知识精研 三、勒夏特列原理 勒夏特列原理 当温度、压强、参与反应物质的浓度等影响平衡的条件发生改变时,化学平衡将会发生移动,移动方向能够在一定程度上削弱外界条件带来的改变,这一规律即为勒夏特列原理,也叫作平衡移动原理。该经验规律由法国化学家勒夏特列归纳得出。 知识精研 三、勒夏特列原理 1. 适用范围:仅针对已经达到动态平衡的体系,包含电离、溶解平衡等,非平衡体系不适用。 2. 适用条件:一般为单一条件(温度、压强、某物质浓度)改变;多条件同时变化时情况复杂。 3. 移动结果:平衡移动只是减弱外界条件的改变,而不能够将这种改变彻底消除。 怎样理解勒夏特列原理中的“减弱这种改变”? 反应的移动方向总是想对抗外界条件的改变 减弱 减弱不是消除 知识融通 影响化学平衡的因素 化学平衡移动 影响化学平衡移动的因素 化学平衡移动 化学平衡移动方向的判断方法 如何改变化学平衡状态 浓度对化学平衡的影响 化学平衡移动的定义 速率判断:条件改变 温度对化学平衡的影响 压强对化学平衡的影响 催化剂对化学平衡的影响 浓度商判断: 勒夏特列原理 能力跃迁 1.下列说法正确的是( ) A 温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态 B 吸热反应,升高温度,ν正增大,ν逆减小,化学平衡正向移动 C 升高温度化学反应的平衡常数一定增大 D 平衡正向移动,平衡常数一定增大 A 能力跃迁 2.在一密闭容器中,反应 aA(g)⇌bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,A的浓度是原来的60% 则下列说法正确的是 A.平衡向正反应方向移动了 B.物质A的转化率减少了 C.物质B的物质的量分数增加了 D.a<b B 能力跃迁 3.从一种植物的花中提取的一种有机物可用HIn表示,在溶液中存在电离平衡:HIn(红色) H++In-(黄色),故可用作酸碱指示剂。在该有机物的水溶液中加入下列物质,能使其显黄色的是(  ) A.HCl气体 B.碳酸钠 C.氯化钠 D.过氧化钠 B 能力跃迁 4.反应:A(g)+3B(g)⇌2C(g)[ΔH<0]达平衡后,将气体混合物的温度降低,下列叙述中正确的是 A.正反应速率加大,逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动 B.正反应速率变小,逆反应速率加大,平衡向逆反应方向移动 C.正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向正反应方向移动 D.正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向逆反应方向移动 C 能力跃迁 (2)缩小体积至平衡时的一半,并保持容积不变,再次达到平衡时压强p′的范围是__________。 (3)迅速升温至T1,并保持容积不变,且不与外界进行热交换,再次达到平衡时,温度T′的范围是__________。 5.在一密闭容器中发生N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,在某一时刻达到平衡,测得c(N2) =1 mol·L-1,容器内压强为p,温度为T。 (1)再向容器中通入N2,使其浓度变为2 mol·L-1,并保持容积不变,再次达到平衡时c(N2)的范围是__________________________。 1 mol·L-1<c(N2)<2 mol·L-1 p<p′<2p T<T′<T1 感谢观看 人教版必修第一册 高效培优系列 分层精准培优,助力全面提升 Lavf60.4.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.79 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2  $

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