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

选择性必修1 化学反应原理 第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 2.2.3 影响化学平衡的因素 怎样才能定量地描述化学反应的限度呢？ 化学平衡移动 如何改变化学平衡状态? 课本P35 化学平衡1 不平衡 改变 条件 一段 时间 化学平衡2 化学平衡的移动： 原有平衡状态 新的平衡状态 达到 Q = K v正 ＝ v逆 Q ≠ K v正 ≠ v逆 Q’ = K’ v正’ ＝ v逆’ 可通过改变影响反应速率的条件来打破原有平衡，建立新平衡。 1.浓度对化学平衡的影响 【实验2-1】研究浓度对化学平衡的影响 实验原理： 实验思路：温度等其他因素不变，只改变一种物质的浓度。 Fe3＋＋ 3SCN－ ⇌Fe(SCN)3 (浅黄色) (无色)　 (红色) 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 b溶液颜色变浅；c溶液颜色变深 引导根据实验现象判断平衡移动的方向？有没有其他操作可以改变平衡 1.浓度对化学平衡的影响 【实验2-1】 实验原理： Fe3＋＋ 3SCN－ ⇌Fe(SCN)3 (浅黄色) (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 【图像分析】画出平衡后减小/增加反应物浓度的v-t图 减小反应物浓度 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 v正＝v逆 1.浓度对化学平衡的影响 增大反应物浓度 v正＝v逆 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 平衡向增大反应物浓度方向移动 平衡向减小反应物浓度方向移动 【图像分析】画出平衡后减小/增加生成物浓度的v-t图 减小生成物浓度 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 1.浓度对化学平衡的影响 增大生成物浓度 v正＝v逆 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 平衡向增大生成物浓度方向移动 平衡向减小生成物浓度方向移动 【理论分析】 1.浓度对化学平衡的影响 在一定温度下，其它条件不变时 改变条件 K变化 Q变化 Q与K比较 平衡移动方向 增加反应物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 浓度的改变导致浓度商的改变,但K不变,使Q≠K,从而导致平衡移动。 特别提醒：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移动。 “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。 【结论】 1.浓度对化学平衡的影响 增大c反应物 或 减小c生成物 减小c反应物 或 增大c生成物 平衡向正方向移动 平衡向逆方向移动 注意： 增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响ν正、ν逆的大小，所以化学平衡不移动。 “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。 （1）改变反应物浓度瞬间，只能改变正反应速率； 改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率。 （2）新旧平衡速率比较： 增大浓度，新平衡速率大于旧平衡速率； 减小浓度，新平衡速率小于旧平衡速率。 1、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？ 平衡移动情况 CO的浓度 ①增大水蒸气浓度 ②增加H2浓度 ③加入更多的碳 2、可逆反应2A(g) ＋ B(g) ⇌C(s) + D (g) 达到平衡时， 要使正反应速率下降，A的浓度增大，应采用的措施是（ ） A、增大A的浓度 E、减小A的浓度 B、增大B的浓度 F、减小B的浓度 C、增大C的浓度 G、减小C的浓度 D、增大D的浓度 H、减小D的浓度 3、已知在氨水中存在下列平衡： NH3 + H2O ⇌NH3· H2O ⇌NH4+ + OH- (1) 向氨水中加入MgCl2固体，平衡向 移动， OH-浓度 ，NH4+浓度 。　　 (2) 向氨水中加入浓盐酸，平衡向 移动， 此时溶液中浓度减小的粒子有 。　　 (3) 向氨水中加入少量NaOH固体，平衡向 移动， 此时发生的现象是 。 【实验2-3】研究温度对化学平衡的影响 实验原理： 2.温度对化学平衡的影响 2NO2(g) ⇌N2O4(g) 56.9kJ/mol 实验 浸泡在热水中 浸泡在冷水中 现象 平衡移动 结论 颜色加深 颜色变浅 平衡逆移 平衡正移 其他条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动； 降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。 【图像分析】画出2NO2(g) ⇌N2O4(g) ＜0平衡后改变温度的v-t图 升高温度 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 v正＝v逆 2.温度对化学平衡的影响 降低温度 v正＝v逆 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 平衡向吸热反应方向移动 平衡向放热反应方向移动 吸热反应受温度影响程度更大 【图像分析】对于某一吸热反应，画出平衡后改变温度的v-t图 升高温度 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 2.温度对化学平衡的影响 降低温度 v正＝v逆 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 平衡向吸热反应方向移动 平衡向放热反应方向移动 【理论分析】2NO2(g) ⇌N2O4(g) △H＜0 2.温度对化学平衡的影响 Q不变 T 移动方向 K变化 △H 反应类型 改变条件 K变化 Q变化 Q与K比较 平衡移动方向 △H＜0 升高温度 降低温度 △H＞0 升高温度 降低温度 浓度以及压强改变影响Q(浓度商)，温度的改变影响的是K(平衡常数), 进而促使化学平衡移动。 1、反应：A(g)＋3B(g) 2C(g)　ΔH＜0，达平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙述中正确的是（ ） A.正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向右移动 B.正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向左移动 C.正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向右移动 D.正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向左移动 C 2、已知：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)在一定条件下达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅，下列关于该反应的说法正确的是_______(填字母)。 A.该反应为放热反应 B.降温后CO的浓度增大 C.降温后NO2的转化率增大 D.降温后NO的体积分数增大 E.增大压强混合气体的颜色不变 F.恒容时，通入He气体，混合气体颜色不变 G.恒压时，通入He气体，混合气体颜色不变 ACDF 【2017年新课标I】H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g)。在610K时，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 ②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α(610K)　 　α(320K)，该反应的△H　 　0。 ＞ ＞ 　　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)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理。 如：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) 勒夏特列原理 　　勒夏特列原理是对条件改变如何影响化学平衡的一个总述，特别要注意对“减弱这种改变”的理解，其中“减弱”不等于“抵消”，更不是“扭转”。 【实验2-2】研究压强对化学平衡的影响 实验原理： 实验思路： 温度等因素不变，只改变压强（通过改变体积）。 3.压强对化学平衡的影响 2NO2(g) ⇌N2O4(g) (红棕色) (无色) 缩小体积 增大压强 减小压强 增大体积 3.压强对化学平衡的影响 【实验2-2】研究压强对化学平衡的影响 实验原理： 3.压强对化学平衡的影响 2NO2(g) ⇌N2O4(g) 实验 体系压强增大（40mL→20mL） 体系压强减小（20mL→40mL） 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 气体颜色先变深，后变浅，最终比原来深 气体颜色先变浅，后变深，最终比原来浅 　　压缩体积使压强增大时，c(NO2)瞬间变大(体积缩小)后又变小(平衡向正反应即气体体积减小的方向移动)。 　　增大体积使压强减小时，c(NO2)瞬间变小(体积增大)后又变大(平衡向逆反应即气体体积增大的方向移动)。 【实验拓展】对于反应2NO2(g) ⇌N2O4(g)先将气体压缩并保持一段时间，然后再抽拉注射器并保持不变。得到如下压强随时间的变化曲线： 3.压强对化学平衡的影响 A E C B 增大 压强 平衡向逆反应 方向移动 平衡向正反应 方向移动 减小 压强 时间 压强 D F 原平衡 【图像分析】画出2NO2(g) ⇌N2O4(g)平衡后改变压强的v-t图 增大压强 (减小容器体积) v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 3.压强对化学平衡的影响 减小压强 (增大容器体积) v正＝v逆 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 平衡向压强(V气)减小方向移动 平衡向压强(V气)增大方向移动 气体系数和大的一方受压强影响程度更大 【理论分析】2NO2(g) ⇌N2O4(g) 3.压强对化学平衡的影响 在一定温度下，其它条件不变时 实验 （同温度下） 压强 各物质浓度 （mol·L-1） 浓度商 (Q ) 平衡移动方向 NO2 N2O4 原化学平衡容器容积为V p1 a b 增大压强缩小容积至V /2时 减小压强扩大容积至2V 时 2p1 Q1＝=K 2a 2b Q2＝＝= Q3＝＝=2K 正反应(V气体↓)方向移动 逆反应(V气体↑)方向移动 【思考】画出2NH3(g) ⇌N2(g) + 3H2(g)平衡后改变压强的v-t图 增大压强 (减小容器体积) v(逆) v(正) v'正＝v'逆 v正＝v逆 3.压强对化学平衡的影响 减小压强 (增大容器体积) v正＝v逆 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 平衡向压强(V气)减小方向移动 平衡向压强(V气)增大方向移动 【思考】画出H2(g) + I2 ⇌2HI(g)平衡后改变压强的v-t图 增大压强 (减小容器体积) v正＝v逆 3.压强对化学平衡的影响 减小压强 (增大容器体积) v正＝v逆 平衡不移动 平衡不移动 v'正＝v'逆 v'正＝v'逆 【结论】 3.压强对化学平衡的影响 增大压强 (减小容器体积) 减小压强 (增大容器体积) 平衡向压强(V气体)减小的方向移动 平衡向压强(V气体)增大的方向移动 特例： 对于反应前后气体总体积相等的可逆反应，改变压强只改变化学反应速率，而对平衡无影响； 无气体参与的可逆反应，改变压强，平衡不移动。 1、压强的变化不会使下列反应的平衡发生移动的是( ) A．H2(g) + I2(g) ⇌2HI(g) B．N2(g) + 3H2(g) ⇌2NH3(g） C．2SO2(g) + O2(g) ⇌2SO3(g) D．C(s) + CO2(g) ⇌2CO(g) E ．Fe3+ + nSCN- ⇌[Fe(SCN)n] 3-n A E 2、 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(　　) 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 B 3、已知反应式：mX(g)＋nY(？)=pQ(s)＋2mZ(g)，已知反应已达平衡，此时c(X)＝0.3 mol/L，其他条件不变，若容器缩小到原来的1/2，c(X)＝0.5 mol/L，下列说法正确的是 (　　) 　　A．反应向逆方向移动 　　 　　B．Y可能是固体或液体 　　C．系数n>m 　　D．Z的体积分数减小 C 【2020年新课标Ⅲ】CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，当反应2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2＝CH2(g)+4H2O(g)达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)　　　　 。（填“变大”“变小”或“不变”） 【2019年浙江卷】H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变。（ ） 变大 × 【2015年浙江卷】工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气（原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1：9），控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应 ①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实： 正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动 4.催化剂对化学平衡的影响 催化剂可以同等程度地改变正、逆反应速率，因此对化学平衡的移动没有影响，但可以改变反应达到平衡所需的时间。 加入正催化剂 v正＝v逆 加入逆催化剂 v正＝v逆 v'正＝v'逆 v'正＝v'逆 使用催化剂 平衡状态（平衡转化率、平衡产率） 使用催化剂 产率/产量（一定时间内，未平衡时） 外界条件的改变 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度 / 减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度 / 增大生成物浓度 向逆反应方向移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 压强 反应前后气体分子总数改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体分子总数不变 改变压强 平衡不移动 催化剂 使用催化剂 平衡不移动 小结：影响化学平衡的因素(其他条件不变) 平衡移动原理的应用 已知反应N2(g) + 3H2(g) ⇌2NH3(g)∆H = -92.4kJ/mol 在工业生产中通过以下途径提高合成氨的产率 1.向反应器中注入过量N2 ，及时分离NH3 2.在1x107~1x108 Pa的压强下进行反应 3.在500℃温度下进行反应 化学平衡移动原理是经过反复验证的，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应，尽可能地让化学反应按照人们的需要进行。 下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 (填字母)。 BE 1、达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题： (1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”) 甲_______；乙_______；丙_______。 此时反应体系的温度均比原来_____(填“高”或“低”)。 混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 向左 向左 向右 高 减小 减小 不变 甲：A(g)＋B(g) ⇌C(g)　ΔH＜0 乙：A(s)＋B(g) ⇌C(g)　ΔH＜0 丙：A(g)＋B(g) ⇌2C(g)　ΔH＞0 (2)加压，使体系体积缩小为原来的 ①平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”) 甲________；乙________；丙________。 ②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为p′甲、p′乙、p′丙，则p甲与p′甲，p乙与p′乙，p丙与p′丙的关系分别为 甲________________；乙___________；丙___________。 ③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 向右 不移动 不移动 p甲＜p′甲＜2p甲 p′乙＝2p乙 p′丙＝2p丙 增大 不变 不变 甲：A(g)＋B(g) ⇌C(g)　ΔH＜0 乙：A(s)＋B(g) ⇌C(g)　ΔH＜0 丙：A(g)＋B(g) ⇌2C(g)　ΔH＞0 2、一定温度下，在密闭容器中发生反应：N2O4(g)　　2NO2(g)　ΔH>0，反应达到平衡时，下列说法不正确的是( ) A.若缩小容器的体积，则容器中气体的颜色先变深后又变浅，且比原平 　衡颜色深 B.若体积不变，向容器中再加入一定量的N2O4，再次达到平衡时，各种 　物质的百分含量改变 C.若温度、体积不变，向容器中再加入一定量的NO2，待反应达到平衡 　后，新平衡和旧平衡相比， D.若体积不变，升高温度，再次平衡时体系颜色加深 C A.溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅 B.对2H2O22H2O＋O2↑的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率 C.反应：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动 D.合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施 E.H2(g)＋I2(g)2HI(g)，缩小体积加压颜色加深 变大  $