高中化学 2.3 化学平衡（第2课时）课堂探究素材 新人教版选修4（通用）

化学平衡课堂探究探究一 影响化学平衡状态的因素问题导引炼铁高炉在19世纪后期，人们发现炼铁高炉排出的高炉气中含有相当量的CO。有人认为是CO与铁矿石的接触时间不长所造成的。英国人耗巨资建成一个高大的炼铁高炉，以增加CO和铁矿石的接触时间，结果发现CO的含量仍然没有减少，你知道这是为什么吗？1外界条件改变对平衡移动影响的实质是什么？提示：化学平衡建立的实质是v(正)v(逆)，因此只要外界条件改变导致v(正)v(逆)，化学平衡都会发生移动。即：改变条件使v(正)v(逆)，平衡将向正反应方向移动；改变条件使v(正)v(逆)，平衡将向逆反应方向移动；改变条件使v(正)v(逆)时，化学平衡不移动，但反应速率有改变。2某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，若气体颜色加深，平衡一定移动吗？提示：不一定。对于可逆反应2NO2(g)N2O4(g)，若气体颜色加深，说明NO2浓度增大，压强增大，平衡向正反应方向移动；对于可逆反应H2I22HI，若气体颜色加深，说明I2浓度增大，压强增大，但平衡不移动。3在恒温、恒容的密闭容器中，充入“惰性气体”，原平衡怎样移动？提示：充入“惰性气体”，由于容器体积不变，引起压强增大，但各组分的浓度不变，平衡不移动。4在恒温、恒压的密闭容器中，充入“惰性气体”，反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)如何移动？提示：充入“惰性气体”，引起容器体积增大，引起各反应组分浓度减小，平衡向气体总体积增大的方向移动，即该反应向逆反应方向移动。5在恒温、恒压的密闭容器中，充入“惰性气体”，反应H2(g)I2(g) 2HI(g)如何移动？提示：充入“惰性气体”，引起容器体积增大，引起各反应组分浓度减小，由于该反应是气体反应物化学计量数之和与气体生成物化学计量数之和相等的反应，各组分浓度变化程度相同，所以平衡不移动。名师精讲1外界条件的改变对化学平衡状态的影响条件变化速率变化移动方向移动结果增大c(反应物)或减小c(生成物)v(正)增大或v(逆)减小，v(正)v(逆)正反应方向c(反应物)、c(生成物)均增大或c(反应物)、c(生成物)均减小减小c(反应物)或增大c(生成物)v(正)减小或v(逆)增大，v(正)v(增)气体体积减小的方向体系压强减小，但比原来大减小压强v(减)、v(增)均减小，v(减)v(放)吸热反应方向体系温度降低，但比原来高降低温度v(吸)、v(放)均减小，v(吸) v(放)放热反应方向体系温度升高，但比原来低充入稀有气体体积不变时v(正)、v(逆)不变不移动，但气体的体积分数减小(稀有气体计入了总体积)压强不变时，v(正)、v(逆)均减小，相当于减小压强气体体积增大的方向与减小压强相同加催化剂v(正)、v(逆)均加快，v(正)v(逆)不移动，缩短达到平衡的时间2.对勒夏特列原理的理解(1)勒夏特列原理是对改变条件对化学平衡影响的一个总述，特别要注意对“减弱这种改变”的正确理解，其中的“减弱”不等于“消除”更不是“扭转”。(2)勒夏特列原理只适用于判断：“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向。如A(g)3B(g) 2C(g)H0，同时加压、升温，平衡移动的方向无法确定。若加压又同时降温，则平衡向正反应方向移动。【例题1】 对可逆反应2A(s)3B(g) C(g)2D(g)Hv(逆)加入催化剂，B的转化率提高A BC D解析：A是固体，其量的变化对平衡无影响；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)；升温，v(正)、v(逆)均应增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；压强增大，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。答案：B方法技巧 分析化学平衡移动问题通常分三步进行。第一，总结可逆反应特点：是否是有气体参加的反应；气体总体积在反应前后如何变化；哪个方向是吸热方向(或放热方向)。第二，判断反应容器：是恒容容器还是恒压容器；是固定容器还是有变化的容器。第三，应用勒夏特列原理作出判断。变式训练1 反应NH4HS(s) NH3(g)H2S(g)在某一温度下达到平衡，下列各种情况不能使化学平衡发生移动的是()A减少部分NH4HS固体B压强、温度不变，充入少量氩气C容积、温度一定，充入氨气D温度、容积一定，充入HCl气体解析：A中改变固体NH4HS的量，由于改变固体的量并不能使化学反应速率发生改变，故不能影响平衡；B中充入少量氩气，要保持压强不变必须增大容器的容积，使NH3和H2S的浓度降低，平衡向气体体积增大的方向移动，即向正反应方向移动；C中容积、温度一定，充入氨气，平衡向逆反应方向移动；D中充入HCl气体后，由于要发生反应HClNH3=NH4Cl，降低了NH3的浓度，所以平衡要向正反应方向移动。答案：A探究二 化学平衡移动的图像问题导引对于反应mA(g)nB(g)=eC(g)fD(g)，mnef且H0。反应到达平衡后，外界条件的改变，化学反应速率与时间的图像如下：1根据化学反应方程式的特点，图1表示的可能是哪个外界条件的改变？图3呢？提示：图1是增大反应物的浓度造成的；图3正逆反应速率同等程度增大，且mnef，所以应是使用催化剂造成的。2图2表示条件改变的瞬间正逆反应速率均增加，可能是哪些条件的改变？提示：升高温度、增大压强均能同时增大正、逆反应速率，且增大的程度不一样。正反应吸热，且mnef，所以升高温度、增大压强均符合图2。3平衡图像除了vt图像，也有ct(浓度时间)图像。若通入一定量的反应物，从反应开始到反应到达平衡后，若在不同压强(p1p2)或不同温度(T1T2)条件下(其他条件均不变)，产物C的浓度将如何变化？请在图4和图5中补充画出产物C的浓度与时间图像(同时标注对应温度或压强)。提示：4化学平衡图像也有如下形式其中(A)表示A的转化率，p表示压强，T表示温度。结合反应特点，分别在图6和图7中标出温度(T1T2)和压强(p1p2)。提示：名师精讲解答化学平衡图像题的方法(1)化学平衡图像题的解答步骤。看图像：一看面(即纵坐标与横坐标的意义)，二看线(即线的走向和变化趋势)，三看点(即起点、折点、交点、终点)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。作判断：根据图像中表现的关系与所学规律相对比，做出符合题目要求的判断。(2)化学平衡图像题的解答原则。以可逆反应aA(g)bB(g) cC(g)为例说明。“定一议二”原则。在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量，确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系和确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。“先拐先平，数值大”原则。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A)或表示的压强较大(如图B)。图A表示T2T1，正反应是放热反应。图B表示p1c。【例题2】 (双选)某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：根据以上规律判断，下列结论正确的是()A反应：H0，p2p1B反应：HT2C反应：H0，T2T1；或H0，T2T1D反应：HT1解析：由反应的图可知，温度升高，A的转化率减小，说明该反应的正反应是放热反应，Hp1，A不正确；由反应的图得：先达平衡对应的温度高，即T1T2，温度越高时n(C)越小，说明该反应的正反应是放热反应，即H0，则有T2T1的关系，若该反应的正反应是放热反应，H0，则可推出T2T1，则该反应的正反应是吸热反应，即H0，D错误。答案：BC方法技巧根据图像信息，利用勒夏特列原理，分析可