2.2.3 影响化学平衡的因素 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章 化学反应速率 第二节 化学平衡 第3课时 影响化学平衡的因素——浓度、压强 1 导航1 课标素养 导航2 学习目标 导航3 情境素材 导航4 新知探究 导航5 课堂练习 导航6 课堂小结 2 课标素养 化学平衡常数 课标素养 出处： 《普通高中化学课程标准（2017 年版 2025修订）》，选择性必修 1 主题 2 化学反应的方向、限度和速率 内容要求： 通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。 学业要求： 能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向并解释相关实验现象；能结合浓度商与平衡常数的关系，说明平衡移动的本质。 4 学习目标 化学平衡常数 学习目标 变化观念与平衡思想： 认识化学平衡是动态、可变的，理解浓度、压强等因素影响平衡移动的规律，把握 动态变化过程，形成用变化观念分析化学平衡移动的思维方式。 证据推理与模型认知： 依据实验现象和平衡移动原理，推理判断平衡移动方向，构建 “条件变化 - 平衡移动 - 结果分析” 的推理模型，运用模型解决实际反应的平衡移动问题。 宏观辨识与微观探析： 能从宏观上辨识浓度、压强等条件变化时化学平衡状态的改变，理解其微观本质，构建 “宏观现象 - 微观机理” 的化学平衡移动认知体系。 6 情境素材 化学平衡常数 情境素材 某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡，各物质的相关数据如下。 各物质的起始量/mol 化学平衡时各物质的量/mol 平衡时H2的转化率 N2 H2 NH3 N2 H2 NH3 40% 5 15 0 3 9 4 平衡时原料的转化率不高，如何提高呢? 8 化学平衡常数 新知探究 环节一：化学平衡移动 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之改变，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。 一定条件下的化学平衡v正=v逆≠0，各组分浓度保持一定 平衡被破坏，v正≠v逆，各组分浓度不断变化 新条件下的新平衡v′正=v′逆≠0，各组分浓度再次保持一定 化学平衡移动 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅱ 改变条件 10 环节一：化学平衡移动 Q K v’正＝ v’逆 达平衡 Q K Q K v正 > v逆 未平衡 v正 < v逆 未平衡 平衡正向移动 平衡逆向移动 将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 Q K Q K v正 = v逆 达平衡 v正 = v逆 达平衡 11 环节一：化学平衡移动 改变哪些反应条件可使Q ≠ K，从而改变化学平衡状态? 平衡常数只与温度有关 lnKθ＝- ∆rHm RT ＋C θ ＝Q cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) 浓度商只与浓度有关 12 环节二：浓度对化学平衡的影响 Q ＝ K Q ＜ K Q ＞ K 平衡状态 ＝Q cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) 任意时刻 反应中各物质的浓度幂之积的比值 K ＝ cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) 平衡时刻 反应中各物质的浓度幂之积的比值 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 若其他条件不变，仅增加反应物的浓度，化学平衡如何移动? 若其他条件不变，仅减小反应物的浓度，化学平衡如何移动? 13 环节二：浓度对化学平衡的影响 [实验2-1]：向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.015 mol/L KSCN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中溶液颜色变化，并均与试管a对比。 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 黄色　 无色 　 红色 【实验原理】 【变量控制】 温度等其他因素不变，只改变一种物质的浓度 滴饱和FeCl3 或 高浓度 KSCN 增大C反应物 减小C反应物 加 Fe粉降低Fe3＋浓度 实验探究浓度变化对化学平衡移动的影响 14 环节二：浓度对化学平衡的影响 实验探究浓度变化对化学平衡移动的影响 15 环节二：浓度对化学平衡的影响 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 黄色 无色 　　　 红色 实验 向试管b中加入少量铁粉 向试管b中加4滴1mol/LKSCN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反应物，平衡逆向移动 其他条件不变， 增大C反应物，平衡正向移动 实验探究浓度变化对化学平衡移动的影响 16 环节二：浓度对化学平衡的影响 减小浓度对化学平衡的影响 【理论分析1】尝试从Q、K关系解释平衡的移动？ Fe3＋ (黄色)＋ 3SCN－ Fe(SCN)3(血红色) 向试管b中加入少量铁粉，溶液颜色变浅，平衡逆向移动 Fe3＋浓度减小， 增大 Q>K，平衡向逆反应方向移动 Q＝ 【理论分析2】尝试从正逆反应速率大小关系角度解释平衡的移动？ v(正) 立即减小，v₍逆₎ 随后逐渐减小，反应逆向移动，最终 v₍正₎ 重新等于 v₍逆₎ 理论分析浓度变化对化学平衡移动的影响 17 环节二：浓度对化学平衡的影响 增大浓度对化学平衡的影响 【理论分析1】尝试从Q、K关系解释平衡的移动？ Fe3＋ (黄色)＋ 3SCN－ Fe(SCN)3(血红色) 向试管b中加入KSCN溶液，溶液颜色变深，平衡正向移动 KSCN浓度增大， 减小 Q<K，平衡向正反应方向移动 Q＝ 【理论分析2】尝试从正逆反应速率大小关系角度解释平衡的移动？ v(正) 立即增大，v₍逆₎ 随后逐渐增大，反应正向移动，最终 v₍正₎ 重新等于 v₍逆₎ 理论分析浓度变化对化学平衡移动的影响 18 环节二：浓度对化学平衡的影响 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 v(正)先增大， v(逆)后增大 且v'(正)> v'(逆) v(正)先减小， v(逆)后减小 且v' (逆)> v'(正) 增大反应物浓度 体系浓 度改变 图像 速率 变化 减小反应物浓度 v(正) v(逆) v t v(正) v(逆) v t v'(正) v'(逆) v'(逆) v'(正) 图像分析浓度变化对化学平衡移动的影响 19 环节二：浓度对化学平衡的影响 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 增大生成物浓度 体系浓 度改变 图像 速率 变化 减小生成物浓度 v(正) v(逆) v t v(正) v(逆) v t v(逆)先增大， v(正)后增大 且v'(逆)> v'(正) v(逆)先减小， v(正)后减小 且v'(正)> v'(逆) v'(逆) v'(正) v'(正) v'(逆) 图像分析浓度变化对化学平衡移动的影响 20 环节二：浓度对化学平衡的影响 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 任何可逆反应的终极目标是使 Q=K，即达到平衡 概念夯实——化学平衡移动 21 环节二：浓度对化学平衡的影响 在工业生产中，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。 在CO + H2O CO2 + H2 中 使用过量氧气 使用过量水蒸气 例：在2SO2 + O2 2SO3中 实例分析浓度变化对化学平衡移动的影响 22 环节二：浓度对化学平衡的影响 【例】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？向哪个方向移动？CO的浓度、CO的百分含量都有何变化？ 平衡右移 增大 平衡左移 减小 平衡不移动 不变 增大 减小 不变 CO的浓度 CO﹪ 平衡移动情况 ①增大水蒸气浓度 ②增加H2浓度 ③加入更多的碳 实例分析浓度变化对化学平衡移动的影响 23 环节三：压强对化学平衡的影响 【实验2-2】如图所示，用50 mL注射器吸入约20 mL NO2与N2O4的混合气体（使注射器的活塞处于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。 2NO2(g) N2O4(g) 红棕　 无色 　　　 【实验原理】 【变量控制】 温度等因素不变，只改变压强（可通过改变体积改变压强） 压强增大 缩小体积 增大体积 压强减小 实验探究压强变化对化学平衡移动的影响 24 环节三：压强对化学平衡的影响 实验探究压强变化对化学平衡移动的影响 25 环节三：压强对化学平衡的影响 实验 体系压强增大 体系压强减小 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 2NO2(g) N2O4(g) 实验探究压强变化对化学平衡移动的影响 26 环节三：压强对化学平衡的影响 2NO2(g) N2O4(g) 正反应方向：气体分子数减小的反应 逆反应方向：气体分子数增大的反应 化学平衡 的移动： 增大压强 平衡向气体体积减小的方向移动 减小压强 (减小容器体积) (扩大容器体积) 平衡向气体体积增大的方向移动 理论分析压强变化对化学平衡移动的影响 27 环节三：压强对化学平衡的影响 红棕色　 无色 　　　 2NO2(g) N2O4(g) 操作ⅰ：容积缩小为原来一半，压强增大一倍。 Q<K，平衡正向移动，与实验结论一致 操作ⅱ：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 理论分析压强变化对化学平衡移动的影响 28 环节三：压强对化学平衡的影响 1L密闭的容器中，发生反应I2(g) + H2(g) ⇌ 2HI(g) ，达到平衡时，各物质的物质的量依次为2mol、1mol、2mol，此时压缩体积为原先的一半，化学平衡将向哪个方向移动？说明预测理由。(尝试利用Q与K的关系) 反应达到平衡时，I2、H2、HI的平衡浓度依次为 2mol/L、1mol/L和2mol/L，平衡常数Kc为： Kc = = =2 如果此时压缩体积为原来的一半，则各组分浓度为平衡时的 2 倍， c(I2)=4mol/L，c(H2)=2mol/L，c(HI)=4mol/L浓度商为： Q = =2 Q=Kc，平衡不移动 理论分析压强变化对化学平衡移动的影响 29 环节三：压强对化学平衡的影响 用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 t1时刻，增大压强 v′正、v′逆均增大 v′正＞v′逆 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a＋b＞c＋d 30 环节三：压强对化学平衡的影响 平衡向逆反应（气体体积增大）方向移动 t1时刻，减小压强 v′正、v′逆均减小 v′逆＞v′正 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a＋b＞c＋d 用v－t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响 31 环节三：压强对化学平衡的影响 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a＋b＜c＋d t0时刻，增大压强 t0时刻，减小压强 用v－t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响 32 环节三：压强对化学平衡的影响 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a＋b＜c＋d t0时刻，增大压强 t0时刻，减小压强 用v－t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响 33 环节三：压强对化学平衡的影响 压强 充入“惰性”气体对化学平衡的影响 恒容时，通入“惰性”气体 恒容 压强增大 平衡不移动 反应物生成物浓度不变 实例分析分析压强变化对化学平衡移动的影响 34 环节三：压强对化学平衡的影响 压强 充入“惰性”气体对化学平衡的影响 恒压时，通入“惰性”气体 恒压 体积增大 平衡向气体体积增大的方向移动 实例分析分析压强变化对化学平衡移动的影响 35 环节三：压强对化学平衡的影响 压强 充入“惰性”气体对化学平衡的影响 对于反应前后气体体积相等的反应[如H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)]，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。 在恒容容器中，改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动的方向时，应以浓度的影响进行分析，得出Qc与K的关系。 实例分析分析压强变化对化学平衡移动的影响 36 化学平衡常数 课堂练习 课堂练习 1.用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为 ，达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列说法不正确的是( ) A．N2的平衡浓度增大 B．NO的转化率增大 C．正向反应速率增大 D．反应平衡常数增大 D 38 课堂练习 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 39 课堂练习 3.一定温度下，反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施不能使平衡发生移动的是 (　　) ①增加C的量　 ②保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大 ③将容器的容积缩小一半 ④保持压强不变，充入N2使容器容积变大 A.①②　　　B.②③ C.①④　　　D.③④ A 40 化学平衡常数 课堂小结 课堂小结 影响化学 平衡的因素 浓度 压强 C反↑ 或 C生↓ C反↓ 或 C生↑ 正向 逆向 向气体分子数减小方向 向气体分子数增大方向 P↑ P↓ 42 THANK YOU Thank you 43 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 K＝eq \f(cN2O4,c2NO2)，Q＝eq \f(2cN2O4,[2cNO2]2)＝eq \f(cN2O4,2c2NO2)＝eq \f(1,2)K， $