2.2 影响化学平衡因素（去图像版） 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二节 化学平衡 第3课时 影响化学平衡的因素 第二章 化学反应速率与化学平衡 浓度、压强 人教版 高二年级 选择性必修一 Z 【复习回顾】 化学平衡状态的特征 研究的对象是可逆反应 逆 v正＝v逆 ≠0 等 动态平衡 动 平衡时各组分的浓度保持一定 定 当外界条件改变,原平衡发生移动 变 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下达到的最大限度 而在工业生产中，我们需要让反应物尽可能多的转化为生成物 因此，需要通过改变条件，来改变化学平衡 某条件下 平衡(Ⅰ) 不平衡 新条件下平衡(Ⅱ) 一定时间 改变 条件 破坏旧平衡 建立新平衡 V正 = V逆 各组分含量保持不变 V正 ≠ V逆 各组分含量发生变化 V正 = V逆 各组分含量又保持不变 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改变，直到达到新的平衡状态。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。 2、研究对象： 已建立平衡状态的可逆反应体系 化学平衡的移动 3、化学平衡移动的根本原因： 条件改变引起V改变，且 V正 ≠ V逆 4、化学平衡移动方向的判断： ① 根据 V正 、V逆 判断： 若外界条件变化引起 平衡向正反应方向移动 平衡向逆反应方向移动 V正＞V逆 V正＜V逆 V正＝V逆 平衡不移动 ② 根据 Q 、K 判断： 若外界条件变化引起 Q＞K Q＜K Q＝K 平衡向正反应方向移动 平衡向逆反应方向移动 可逆反应处于平衡状态 化学平衡的移动 探讨影响化学平衡的因素 化学平衡1 Q ＝ K 不平衡 Q ≠ K 一段时间 化学平衡2 改变反应条件 改变哪些反应条件可使Q≠K，从而改变平衡状态？ 浓度商Q： Q 发生变化 只与浓度有关 改变浓度C 平衡常数K： K 发生变化 只与温度有关 改变温度T 化学平衡的移动 实验原理 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 浅黄色　 无色 　　　 红色 红色变浅 红色变深 呈红色 平衡移动判断依据：颜色变化 其他条件不变， 减小C反(Fe3+)，平衡逆向移动 其他条件不变， 增大C反(SCN- )，平衡正向移动 影响化学平衡的因素—浓度 【思考1】如何从Q与K的关系解释实验现象？ Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3 Q ＝ c [Fe(SCN)3] c (Fe3+) • c3 (SCN-) 浓度 Q 平衡移动 Q ≠ K 影响 c反↓ 或 c生↑ c反↑ 或 c生↓ Q 增大 ，Q＞K 平衡逆向移动 平衡正向移动 Q 减小，Q＜ K 影响化学平衡的因素—浓度 【思考2】 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？CO的浓度有何变化？ ①增大水蒸气浓度 ②加入更多的碳 平衡正向移动，CO浓度增大 平衡不移动，CO浓度不变 改变固态或纯液体的用量，化学平衡不移动。 影响化学平衡的因素—浓度 ③“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。 FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl 增加KCl固体的量平衡不移动，因为KCl不参与反应。 注意 ①改变固体或纯液体的量，对浓度没影响，故平衡不移动。 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。 影响化学平衡的因素—浓度 200 ℃ H2(g) + CO2(g) ⇌ H2O(g) + CO(g) 初始浓度/(mol/L) 平衡转化率/% c(H2) c(CO2) α(H2) α(CO2) A组 0.01 0.01 60 60 B组 0.012 0.01 54 65 多种反应物时，增大反应物A的浓度，能提高另一种反应物B的转化率，但A自身的转化率下降 增大H2浓度，CO2转化率增大，H2转化率减小 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 思考：结合下列信息分析为什么是增大“廉价”的反应物的浓度 影响化学平衡的因素—浓度 2.试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2溶解” 已知Cl2溶于水，存在溶解平衡：Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO 饱和食盐水增大Cl-的浓度，使平衡向逆反应方向移动，从而使Cl2 的溶解度降低 1.某温度下CaCO3(s)⇌CaO(s) + CO2(g)达平衡，若将容器缩小一半，CO2浓度如何变？ 先扩大一倍，然后又恢复到最初的浓度，因为K=c(CO2)，温度不变，K不变 课堂检测 实验原理 2NO2(g) N2O4(g) 红棕色 无色 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 增大 压强 减小 压强 影响化学平衡的因素—压强 12 2NO2(g) N2O4(g) 正反应方向：气体体积缩小的反应 逆反应方向：气体体积增大的反应 化学平衡 的移动： 增大压强 平衡向气体体积缩小的方向移动 减小压强 (缩小容器体积) (扩大容器体积) 平衡向气体体积增大的方向移动 该反应中反应前后的气体的n又什么变化特点？ 口诀：大P小移；小P大移 影响化学平衡的因素—压强 是否压强改变，化学平衡就一定会移动呢? 典例分析：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? 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。 影响化学平衡的因素—压强 【思考】下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡向哪个方向移动？ ① 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ② H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) ③ H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g) ④ CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) ⑤ H2S(g) H2(g) + S(s) 正向移动 不移动 逆向移动 逆向移动 不移动 气体体积缩小的方向移动 影响化学平衡的因素—压强 “惰性气体”对化学平衡的影响 (1)恒温恒容条件 总压增大， 各组分浓度不变 平衡不移动 (2)恒温恒压条件 总压不变，体积增大 各组分浓度减小 平衡向气体体积 增大方向移动 (3)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。 影响化学平衡的因素—压强 压强对化学平衡影响的常见错误 （1）固态或液态物质的体积受压强影响很小，可以忽略不计。因此，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。 （2）“无关气体”对化学平衡移动的影响： ① 恒温、恒容条件下 原平衡体系 体系总压强增大，但体系中各组分的浓度不变 平衡不移动 充入“无关气体” 注意 影响化学平衡的因素—压强 原平衡体系 体系中各组分的浓度减小 （2）“无关气体”对化学平衡移动的影响： ② 恒温、恒压条件下 容器容积增大 充入“无关气体” 等效于减小压强 反应前后气体 体积相等的反应 反应前后气体 体积不相等的反应 平衡不移动 平衡向气体体积增大的方向移动 影响化学平衡的因素—压强 实验原理 2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol-1 红棕色 无色 实验 浸泡在热水中 浸泡在冰水中 现象 颜色加深 颜色变浅 移动方向 结论 向逆反应方向移动 向正反应方向移动 升高温度，CNO2增大， 平衡逆向（吸热）移动 降低温度，CNO2减小 平衡正向（放热）移动 影响化学平衡的因素—温度 19 【思考1】如何从Q与K的关系解释实验现象？ 2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol-1 放热 吸热 温度 K 平衡移动 K ≠ Q 影响 正反应为放热反应（∆H＜0）：T↑，K↓，Q>K 正反应为吸热反应（∆H＞0）：T↑，K↑，Q<K 平衡逆向移动 （吸热方向） 平衡正向移动 （吸热方向） 小结 影响化学平衡的因素—温度 T 变化 移动方向 K 变化 正向吸热的可逆反应 正向放热的可逆反应 升高温度，K增大，平衡正向移动；降低温度，K减小，平衡逆向移动 升高温度，K减小，平衡逆向移动；降低温度，K增大，平衡正向移动 升高温度 K增大 K减小 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 （1）规律 （2）应用——判断反应的热效应 降低温度 ？ 温度对化学平衡的影响 影响化学平衡的因素—温度 催化剂同等程度地改变正反应速率和逆反应速率（v'正＝v'逆） 平衡不移动，但会改变反应到达平衡所需时间（反应速率） 思考：加入催化剂时，此时正、逆反应速率如何变化? 催化剂既不影响K值大小，也不能使Q变化，对于已达平衡状态的可逆反应始终保持Q＝K，故平衡不移动。 影响化学平衡的因素—催化剂 0 a(A) t t1 t2 有催化剂 无催化剂 对于任何可逆反应，在其他条件不变的情况下，加入催化剂，由于Q不变，K也不变，Q=K，所以化学平衡不变。 工业生产往往使用催化剂，其目的是什么？ 加快化学反应的速率，提高单位时间内的产量。 影响化学平衡的因素—催化剂 影响化学平衡因素 改变条件 移动方向 平衡移动结果 浓度 增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 压强 增大压强 减小压强 温度 升高温度 降低温度 催化剂 加入催化剂 - 正向 逆向 逆向 正向 气体分子数减小的方向 气体分子数增大的方向 吸热方向 放热方向 讨论：上述平衡移动的结果有没有共同的规律？ 减小反应物浓度 增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 增大压强 减小压强 升高温度 降低温度 不移动 “对着干” 课堂小结 与外界条件变化对着干，但又干不完 可见，改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。这就是著名的“勒夏特列原理”，也称为化学平衡移动原理。 勒夏特列 研究对象 适用条件 判断内容 移动结果 处于平衡状态的可逆反应 只适用于改变影响平衡体系的 一个条件 只可以判断平衡移动的方向 平衡移动一般只能“减弱”外界条件的改变程度，不能抵消外界条件的改变。 勒夏特列原理 反应的移动方向总是想对抗外界条件的改变 减弱不是抵消 增加参与反应的物质浓度，升温，加压 减小参与反应的物质浓度， 降温，减压 这种改变 这种改变 如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 1、概念： 2、理解： 减弱 旧平衡 新平衡 旧平衡 新平衡 勒夏特列原理 原平衡(100℃) 升温到200℃ 减弱(降温) 吸热反应方向移动 新平衡（温度介于100-200℃之间） 减弱但不抵消 举个例子 “减弱”而不是“消除”外界条件的影响 勒夏特列原理 勒夏特列原理是经验规律，存在特例，不具有普遍适用性。常利用Q与K的大小关系分析外界条件对化学平衡的影响。 如对于恒温恒容密闭容器中进行的反应： Ag2O(s) 2Ag(s)+1/2O2(g) 达到平衡状态时O2的浓度为c0，此时向容器中充入一定量O2，一段时间后反应达到平衡后O2的浓度仍为c0，这是因为平衡常数K=c1/2(O2)，温度不变，K不变，则c(O2)不变。 但如果利用勒夏特列原理判断，充入O2后，平衡逆向移动，但不能抵消这种增大的趋势，则O2的浓度增大，这显然是不正确的。 勒夏特列原理 1.下列说法错误的是（ ） A 合成氨反应中，增加N2的浓度，可使平衡正向移动，提高H2的转化率，降低成本 B 向反应FeCl3 + 3KSCN⇌3KCl + Fe(SCN)3加入KCl固体，平衡逆向移动 C 向反应FeCl3 + 3KSCN⇌3KCl + Fe(SCN)3加入NaOH固体，平衡逆向移动 D 增大反应物的量，平衡可能不移动 B 反应物浓度不变，不移动 减少铁离子浓度，逆向移动 如果是固体，平衡不移动 课堂检测 2.在一定温度下的密闭容器中发生反应xA(g)+y B(g) zC(g) , 平衡后时测得A 的浓度为0.5mol/L。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的2倍，再达平衡， 测得A的浓度为0.3mol/L下列有关判断的是（ ） A.x+y<z B.平衡向正反应方向移动 C.B的转化率降低 D.C的体积分数减小 CD 提示：容积扩大2倍，A的浓度先变为0.25mol/L，平衡向逆反应方向移动，达平衡为0.3mol/L。正反应气体体积缩小。 课堂检测 3.在一恒容密闭容器中，反应A(g) + B(g)⇌ C(g)达到平衡，若增大A的浓度，使平 衡右移，并达到新的平衡，下列说法正确的是 A.A的浓度一定比原平衡小 B.A的转化率增大 C.C的体积分数一定大于原平衡C的体积分数 D.B的转化率一定增大 多种反应物时，增大反应物A的浓度，能提高另一种反应物B的转化率，但A自身的转化率下降 D 课堂检测 4.常温下，水溶液中的反应Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ Fe(SCN)²⁺达到平衡时， c(SCN⁻)=0.10 mol·L⁻¹，c(Fe³⁺)=0.04 mol·L⁻¹，c[Fe(SCN)2+]=0.68 mol·L⁻¹。 ①加水稀释至原溶液体积的2倍，平衡将向____（“正”或“逆”）反应方向移动 ②达到新的平衡后，c(Fe3+)、c[Fe(SCN)2+]各在什么范围？ 逆 0.02 mol·L⁻¹<c(Fe3+)<0.04 mol·L⁻¹ 0<c[Fe(SCN)2+]<0.34 mol·L⁻¹ 课堂检测 练习：一定温度下，可逆反应：aX(g) + bY(g)⇌cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t0时刻改变某一外界条件，化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。 (1)若a+b=c，则t1时刻改变的外界条件可能是 。 (2)若a+b≠c，则t1时刻改变的外界条件只能是 。 v'正＝v'逆 增大压强或者使用催化剂 加入催化剂 课堂引入 Lavf58.20.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $