2019高中化学第二章第三节化学平衡第2课时化学平衡的移动教案新人教版必修4.docx

第2课时化学平衡的移动1通过外界条件对可逆反应速率的影响，掌握化学平衡移动的内在因素。2通过实验探究，掌握浓度、压强、温度影响化学平衡移动的规律。3了解催化剂影响化学反应速率的实质，并进一步探讨对化学平衡的影响，从而了解催化剂在化工生产中的应用。4认识化学反应速率、化学平衡典型图像，学会化学平衡图像题的分析解答方法。1影响化学平衡状态的因素(1)浓度：增大反应物浓度，正反应速率明显加快，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度，逆反应速率明显加快，平衡向逆反应方向移动。(2)温度：升高温度，平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动。(3)催化剂：催化剂能同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此，催化剂对化学平衡的移动没有影响。2化学平衡状态的移动化学反应体系的平衡状态可以通过改变反应条件(温度、浓度、气体反应的压强)而发生变化的现象，称作平衡状态的移动，简称平衡移动。3勒夏特列原理如果改变影响平衡的条件之一(温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。新知探究1实验探究实验探究1：实验原理H2O2H实验步骤实验现象橙黄色变为橙色橙黄色变为黄色结论c(H)增大，平衡向逆反应方向移动NaOH溶液使c(H)变小，平衡向正反应方向移动实验探究2：实验原理Fe33SCNFe(SCN)3(红色)实验(1)步骤现象溶液颜色变深溶液颜色变深实验(2)步骤向试管中滴加 0.01 molL1 NaOH溶液向试管中滴加 0.01 molL1 NaOH溶液现象溶液颜色变浅溶液颜色变浅结论对可逆反应Fe33SCNFe(SCN)3，分别增大c(Fe3)和c(SCN)后，Fe(SCN)3的浓度均增大了，即化学平衡均向正反应方向移动了。滴加NaOH溶液，由于3OHFe3=Fe(OH)3，减小了Fe3的浓度，Fe(SCN)3的浓度也减小了，即化学平衡向逆反应方向移动了2.影响规律(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。(2)增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。问题讨论1可逆反应C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)在某温度下达到平衡后，增加或移去一部分C(s)，化学平衡是否移动？为什么？提示：不移动。增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以化学平衡不移动。2对于反应FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl，加入KCl固体平衡是否移动？为什么？提示：不移动。FeCl3与KSCN在溶液里的反应，实质是Fe3与SCN的反应，K和Cl并未参加反应。因此平衡不发生移动。名师点拨图像分析以aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)H0且abv正，平衡逆向移动；温度降低，v正和v逆都减小，但v正v逆，平衡正向移动。对于正反应为吸热反应，温度升高，v正和v逆都增大，但v正v逆，平衡正向移动；温度降低，v正和v逆都减小，但v正v逆，平衡逆向移动。 名师点拨图像分析以aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)H0且为例。(1)升高温度(2)降低温度对点演练2如图所示，烧杯甲中盛放100 mL 6 molL1 盐酸，烧杯乙中盛放100 mL冷水，现向烧杯甲的溶液中放入25 g NaOH固体，同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体，搅拌使之溶解。(1)A瓶中气体的颜色_，简述理由：_。(2)B瓶中气体的颜色_，简述理由：_。解析甲中NaOH溶解及盐酸与NaOH发生中和反应均放出热量，温度升高，平衡向逆反应方向移动，颜色加深；乙中NH4NO3固体溶解要吸收热量。2NO2(g)N2O4(g)H0，温度降低，平衡向正反应方向移动，颜色变浅。答案(1)变深NaOH溶解放热，中和HCl也放热，甲中溶液及A中气体温度升高，2NO2(g) N2O4(g)H0，平衡逆向移动，NO2浓度增大，颜色加深(2)变浅NH4NO3溶解吸热，乙中溶液及B中气体温度降低，2NO2(g)N2O4(g)H0，平衡正向移动，NO2浓度减小，颜色变浅名师点拨(1) (2)对于反应前后气体物质的量不变的反应如H2(g)I2(g) 2HI(g)，改变压强，化学平衡不发生移动。(3)图像分析以aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)ab”“”或“”“”或“”下同)，反应过程中的反应速率：v(A)_v(B)。(3)达到平衡时，在两容器中分别通入等量的Ar气。A中的化学平衡向_反应方向移动，B中的化学反应速率_。(4)达到平衡后，向两容器中分别通入等量的原反应气体，再次达到平衡时，A容器中SO2的百分含量_，B容器中SO2的百分含量_。解析(1)容器B中随反应进行压强减小速率减慢，容器A中反应过程中体积减小，反应速率大；转化率大；所以达到平衡所需要的时间A小于B，SO2的转化率A大于B。(2)起始二氧化硫和氧气浓度相同，反应速率相同；过程中A体积逐渐减小，反应速率大。(3)容器A中加入Ar气，体积增大，平衡向逆反应方向移动。容器B中加入Ar气，总压强增大，分压强不变，反应速率不变。(4)A中加等量原反应气体，为等效平衡，百分含量不变，B中压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2百分含量减小。答案(1)(2)(3)逆不变(4)不变减小新知探究1影响规律因为催化剂能同等程度的改变正、逆反应的化学反应速率，所以加入催化剂只能改变化学反应速率，不影响化学平衡。2图像分析3注意事项若某可逆反应在反应前后气体的总体积不发生变化，则增大该体系的压强(压缩容器体积)时，也可用上述图像表示。对点演练4双选下列因素一定能影响化学平衡移动的是()A温度B催化剂C反应物的浓度 D压强解析催化剂只能改变化学反应速率，不会影响化学平衡的移动。对于没有气体参加的反应或反应前后气体的物质的量不变的反应，压强对化学平衡没影响。答案AC新知探究1化学平衡的移动(1)定义在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态，如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、温度等)，化学平衡状态被破坏，直至正、逆反应速率再次相等，在新的条件下达到新的化学平衡状态。这种现象称作平衡状态的移动，简称平衡移动。(2)图示表示v正v逆 v正v逆 v正v逆 v正v逆2勒夏特列原理(1)内容：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。(2)适用范围：适用于任何动态平衡体系(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。(3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。对点演练5在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)C(s) 2CO(g)H0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。(1)增加C，平衡_，c(CO2)_。(2)缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡_，c(CO2)_。(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡_，c(CO2)_。(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡_，c(CO)_。解析(1)C为固体，增加C，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。(2)缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，c(CO2)增大。(3)通入N2，但容积和温度不变，平衡不会发生移动，c(CO2)不变。(4)容积不变，温度升高，平衡向吸热方向移动，c(CO)增大。答案(1)不移动不变(2)向左移动增大(3)不移动不变(4)向右移动增大新知探究1物质的量(或浓度)时间图像n(或c)t图像此类图像说明各平衡体系组分(或某一组分)在反应过程中的变化情况。解题原则：注意各物质曲线的折点(到达平衡的时刻)，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系等情况。如根据此图可以判断发生的反应为：2A3BC2速率时间图像(v t图像)：解题原则：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。.v正突变，v逆渐变，且v正v逆，说明是增大了反应物的浓度，使v正突变，且平衡正向移动。.v正、v逆都是突然减小的，且v正v逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应。.v正、v逆都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。3百分含量(或转化率)时间温度(或压强)图像：解题原则“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图中T2T1)、压强较大(如图中p2p1)或使用了催化剂(如图中a使用了催化剂)。.表示T2T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。.表示p2p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率ab，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。4百分含量(或转化率)压强温度图像：解题原则“定一议二”。在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如上图中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。对点演练6双选对于反应：2X(g)Y(g) 2Z(g)H0，下列图像正确的是()解析首先分析该反应的特点是气态物质分子数目减小的放热反应，此反应的平衡体系受压强的影响是：增大压强，平衡向正反应方向移动，X的转化率增大，Y的含量减小，Z的物质的量分数增大；升高温度，平衡向逆反应方向移动，X的转化率减小，Y的物质的量分数增大，Z的物质的量分数减小。A项图像表示Y的含量随温度升高而增加，符合此反应。另外，从反应开始到建立平衡，温度越高，到达平衡的时间越短，A项正确；同理推知D项图像正确，符合上述平衡体系，B、C两项图像不符合题意。答案AD【思维建模】化学平衡图像题的解题流程1能引起化学平衡移动的是()A化学反应速率发生了变化B有气态物质参加的反应达到平衡后，改变压强C由于某一条件的改变，使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的变化D可逆反应达到平衡后，使用催化剂解析：选C当外界条件改变时，可能引起v正v逆、v正v逆三种情况，故化学反应速率发生了变化，化学平衡不一定移动；有气态物质参加的反应，若反应前后气体总体积不发生变化，达到平衡后，改变压强，化学平衡不移动；由于催化剂能同等程度改变正、逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。2已知反应A2(g)2B2(g) 2AB2(g)H0，下列说法正确的是()A升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小B升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间C达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动解析：选B升温，正逆反应速率均增加，A错；升温，反应速率增加，缩短到达平衡的时间，B对；升温，平衡逆向移动，C错；减小压强，平衡向增大体积的方向移动，即逆向移动，D错。3可逆反应2A(s)3B(g) C(g)2D(g)Hv(逆)加入催化剂，B的转化率增大ABC D解析：选BA是固体，其量的变化对平衡无影响；升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；此反应为反应前后气体体积不变的反应，故增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)v(逆)；加入催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。4.一定温度下，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。则下列说法正确的是()A若abc，则t0时刻只能是增大了压强B若abc，则t0时刻只能是加入了催化剂C若abc，则t0时刻只能是增大了压强D若abc，则t0时刻只能是加入了催化剂解析：选Dt0时刻正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动。若abc，则t0时刻可以是增大压强或使用催化剂 ，A错，B错；若abc，则t0时刻只能是使用催化剂，C错，D对。5下列不能用勒夏特列原理解释的事实是()A棕红色的NO2加压后颜色先变深后变浅B氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深C黄绿色的氯水光照后颜色变浅D合成氨工业使用高压以提高氨的产量解析：选BA项，涉及二氧化氮与四氧化二氮的平衡转化，故可以用勒夏特列原理解释；B项，加压后平衡不移动，但体积缩小，浓度增大使颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；C项，光照后，次氯酸见光分解，使氯气与水反应的平衡向右移动，故可以用勒夏特列原理解释；D项，合成氨工业加压使化学平衡向右移动，可以用勒夏特列原理解释。6以下是关于“外界因素对化学平衡影响的实验研究”的课题，请回答下列问题。(1)研究的思路与方法。研究对象的选择，现有以下可逆反应：A2NO2(g) N2O4(g)Hb解析：选AC平衡后将容器体积增大一倍，即压强减小到原来的一半，X、Y的浓度都变为原来的50%，达到新平衡后，Y的浓度是原来的60%，说明减小压强使平衡向正反应方向移动，则正反应是气体体积增大的反应，即 ba，Y的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数及X的转化率都增大了。3相同温度下，相同体积的甲、乙两容器，保持体积不变，甲容器中充入1 g SO2和1 g O2，乙容器中充入2 g SO2和2 g O2。下列叙述错误的是()A化学反应速率：乙甲B平衡时O2的浓度：乙甲C平衡时SO2的转化率：乙甲D平衡时SO2的体积分数：乙甲解析：选D乙容器比甲容器压强大，平衡右移，SO2的体积分数减小。4下列事实不能用平衡移动原理解释的是()A开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫B在FeSO4溶液中加入少量铁粉以防止Fe2被氧化C实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气D工业上生产硫酸过程中使用过量空气以提高二氧化硫的利用率解析：选BA项，开启啤酒瓶后，由于压强减小，啤酒中气体的溶解平衡向气体逸出的方向移动，因而泛起大量泡沫；B项，向FeSO4溶液中加入铁粉以防止Fe2被氧化的原理是Fe2Fe3=3Fe2，没有涉及平衡移动；C项，Cl2与水反应存在平衡：Cl2H2OHClHClO，饱和食盐水中c(Cl)大，不利于Cl2的溶解，即Cl2在饱和食盐水中的溶解度比在水中的小，因此可用排饱和食盐水的方法来收集Cl2；D项，根据平衡2SO2(g)O22SO3(g)，用过量的空气即增大氧气的量有利于平衡向正反应方向移动，提高SO2的转化率。5如图所示为可逆反应：mA(g)nB(g) xC(g)HQ kJmol1。在不同温度、压强下反应物A的转化率的变化情况。下列对于反应的热效应Q和反应方程式A、B、C的化学计量数的判断中，正确的是()AQ0，mnxBQ0，mnxCQ0，mnxDQx解析：选D解题时首先明确不同条件对化学平衡的影响结果以及图像题的解题思路。由左图可知，压强为p1时达到平衡所用的时间比较短，即p1p2，选择两压强下的平衡状态，由p2p1，A的转化率增大，即增大压强，平衡正向移动，故mnx；由右图可知，升高温度，A的转化率下降，即升高温度，平衡向左移动，正反应放热Q0BX(g)3Y(g) 2Z(g)H0CX(g)2Y(g) 3Z(g)H0DX(g)3Y(g) 4Z(g)HT1，T1T2升温Z%减小，表明升温向逆方向移动，消耗了Z，逆方向为吸热反应，则正方向为放热反应，H0。7下面的各图中，表示2A(g)B(g) 2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为()解析：选A随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向即逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小，A正确，D错误；增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大，B错误；而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数应该不变，C错误。8可逆反应AB(s) C达到平衡后，加压或降温，A的转化率都增大，则下列结论正确的是()AA为非气体，C为气体，正反应为放热反应BA为气体，C为非气体，正反应为吸热反应CA为气体，C为非气体，正反应为放热反应DA、C均为气体，正反应为吸热反应解析：选C加压或降温，A的转化率都增大，说明平衡都向正反应方向移动，则反应物中气体的化学计量数之和大于生成物中气体的化学计量数之和，且正反应为放热反应，因为B是固体，A、C的化学计量数均是1，所以A只能为气体，C为非气体，正反应为放热反应，C项正确。9在容积不变的密闭容器中发生反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体 增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A BC D解析：选B能提高反应物转化率的方法是在不改变该反应物起始量的条件下使化学平衡向正反应方向移动。升温向吸热方向即正反应方向移动；恒容通入惰性气体，各组分浓度不变，平衡不移动；增加CO浓度使平衡逆向移动；减压使平衡正向移动；催化剂不影响平衡；恒压通入惰性气体，参与反应的各组分分压强减小，平衡正向移动，故符合题意。二、非选择题11反应3Fe(s)4H2O(g) Fe3O4(s)4H2(g)，在一容积可变的密闭容器中进行，试回答：(1)增加Fe的量，其正反应速率_(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡_移动(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，下同)。(2)将容器的体积缩小一半，其正反应速率_，平衡_移动。(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率_，平衡_移动。(4)保持体积不变，充入水蒸气，其正反应速率_，平衡_移动。解析：增加Fe的量，其正反应速率不变，平衡不移动；将容器的体积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动；保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动；保持体积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。答案：(1)不变不(2)增大不(3)不变不 (4)增大向正反应方向12对于可逆反应：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，(m、n、p、q均为化学计量数)，根据图示曲线回答：(1)正反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)mn_pq(填“”“”或“”)。(3)若将纵坐标A的转化率换成A在平衡混合物中的质量分数，则逆反应是_(填“吸热”或“放热”)反应，mn_pq(填“”“”或“”)。解析：(1)由图知，用“定一议二”的原则，看等压线，温度越高，A的转化率越大，说明平衡向正反应方向移动，运用温度对化学平衡移动的影响规律，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，可知该反应的正反应是吸热反应。(2)看等温线，压强越大，A的转化率越大，说明平衡向正反应方向移动，运用压强对化学平衡移动的影响规律，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，可知该反应的正反应是体积减小的反应，即mnpq。(3)若将纵坐标A的转化率换成A在平衡混合物中的质量分数，则与前者相反。答案：(1)吸热(2)(3)吸热13将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合后，充入一容积为V的密闭容器，此时容器内压强为p。然后在一定条件下发生如下反应：aA(？)bB(？) cC(g)dD(？)。当反应进行一段时间后，测得A减少了n mol，B减少了0.5n mol，C增加了n mol，D增加了1.5n mol，此时达到化学平衡。(1)该化学方程式中，各物质的化学计量数分别为a_；b_；c_；d_。(2)若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，则在上述平衡混合物中再加入B物质，上述平衡_。A向正反应方向移动B向逆反应方向移动C不移动 D条件不够，无法判断(3)若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的物质的量又重新相等，则正反应为_反应(填“放热”或“吸热”)。解析：(1)根据化学反应中化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比可知，abcd2123。(2)只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，说明该反应是体积不变的可逆反应，则此反应的聚集状态为：A是气态、B是固态或液态、D是固态或液态；由于固态、液态纯净物的浓度是常数，改变B的量平衡不发生移动。(3)其他条件不变，只升高温度，四种物质的物质的量相等，说明升温平衡向逆反应方向移动，故该反应的正反应为放热反应。答案：(1)2123(2)C(3)放热能力提升14(1)在一体积为10 L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 时发生反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(