《探究影响化学平衡移动的因素》课件

《探究影响化学平衡移动的因素》一、实验目的1.通过改变反应物或产物的浓度,探究浓度改变对化学平衡的影响。2.通过改变温度条件,探究温度改变对化学平衡影响。3.进一步学习控制变量、对比实验等科学探究方法,培养变化观念与科学探究等核心素养。二、实验用品小烧杯、量筒、试管、试管架、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯、打火机、两个封装有NO2和N2O4混合气体的连体玻璃小球、透明塑料盒。铁粉、0.05

mol/L

FeCl3溶液、0.15

mol/LKSCN溶液、0.1mol/LK2Cr2O7溶液、6

mol/L

NaOH溶液、6

mol/LH2SO4溶液、0.5

mol/LCuCl2溶液、热水、冷水、蒸馏水。三、实验步骤(一)

浓度对化学平衡的影响FeCl3溶液与KSCN溶液的反应FeCl3溶液与KSCN溶液的反应中存在如下平衡：(1)在小烧杯中加入10mL蒸馏水，再滴入5滴0.05mol·L－1FeCl3溶液、5滴0.15mol·L－1KSCN溶液，用玻璃棒搅拌，使其充分混合，将混合均匀的溶液平均注入a、b、c三支试管中。Fe3+3SCN-Fe(SCN)3（浅黄色）（无色）（红色）向试管a中滴入5滴

0.05mol·L－1FeCl3溶液，

向试管b中滴入5滴0.15mol·L－1KSCN溶液，观察并记录实验现象，与试管c进行对比。完成下表。实验内容向试管a中滴入5滴0.05mol·L－1

FeCl3溶液向试管b中滴入5滴0.15mol·L－1

KSCN溶液实验现象溶液红色_____溶液红色_____结论加深加深正向在其他条件不变时，增大反应物的浓度，平衡_____移动

根据实验完成下表继续向上述两支试管中分别加入少量铁粉，观察并记录实验现象。根据实验完成下表。实验内容向试管a中加入少量铁粉向试管b中加入少量铁粉实验现象溶液红色____溶液红色____结论变浅变浅逆向在其他条件不变时，减小反应物的浓度，平衡

移动[因为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，c(Fe3＋)减小]2.实验2：浓度对K2Cr2O7溶液中平衡的影响在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡：

取一支试管，加入2mL0.1mol·L－1K2Cr2O7溶液，然后按下表中的步骤进行实验，观察溶液颜色的变化，判断平衡是否发生移动及移动的方向。实验步骤实验现象结论(1)向试管中滴加5～10滴

6mol·L－1NaOH溶液(2)向试管中继续滴加5～10滴6mol·L－1H2SO4溶液在其他条件不变时，减小生成物的浓度，平衡正向移动溶液变为橙色溶液变为黄色在其他条件不变时，增大生成物的浓度，平衡逆向移动

根据实验完成下表。二、温度对化学平衡的影响1.实验三：温度对CuCl2溶液中平衡的影响

在CuCl2溶液中存在如下平衡：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O

ΔH>0

蓝色

黄色

分别取2mL0.5mol·L－1

CuCl2

溶液加入两支试管中，将其中的一支试管先加热，然后置于冷水中，观察并记录实验现象，与另一支试管进行对比。完成下表。实验步骤实验现象结论(1)加热试管(2)将上述试管置于冷水中黄绿色蓝绿色吸热放热溶液变为________在其他条件不变时，升高温度，平衡向反应方向移动在其他条件不变时，降低温度，平衡向反应方向移动溶液由黄绿色变为________

根据实验完成下表2.实验4：温度对NO2和N2O4混合气体中平衡的影响NO2和N2O4混合气体中存在如下平衡：取两个封装有NO2和N2O4混合气体的连体玻璃小球，将它们分别浸在盛有热水、冷水的透明塑料盒中，比较两个烧瓶里气体的颜色。将两个小球互换位置，稍等片刻，再比较两个小球里气体的颜色。完成下表()：（红棕色）（无色）2NO2N2O4

ΔH=-57KJ·mol-1烧瓶编号12实验步骤(1)置于热水(1)置于冷水实验现象实验步骤(2)置于冷水(2)置于热水实验现象结论加深由深变浅变浅由浅变深气体红棕色气体颜色

在其他条件不变时，升高温度，平衡向反应方向移动，降低温度，平衡向方向移动

气体红棕色气体颜色吸热放热

根据实验完成下表三、实验反思1.对于反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,达到平衡后，加入少量KCl固体，平衡会移动吗？解释

该反应离子方程式为Fe3++3SCN-

Fe(SCN)3，所以平衡中加入少量KCl固体，溶液中Fe3+、SCN-浓度不变，K+和Cl-不参加反应，平衡不移动。对于离子反应,只有改变实际参加反应的离子浓度才对平衡有影响2.向红色的FeCl3和KSCN混合溶液中,加入少量KOH固体,有何现象发生?为什么?解释有红褐色沉淀生成,且溶液红色变浅。OH-与Fe3+结合生成红褐色Fe(OH)3沉淀,引起平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向左移动,溶液红色变浅。问题和讨论1.在进行浓度、温度对化学平衡影响的实验时，应注意哪些问题？答案

我们应当注意变量控制、对照实验、科学归纳法等科学方法的运用。2.结合实验内容，尝试归纳影响化学平衡移动的因素。答案

浓度改变：增加反应物的浓度，减少生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；减少反应物的浓度，增加生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动。

温度改变：升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。3.在对CuCl2溶液加热时，你是否观察到了[CuCl4]2－的黄色？你能说出原因吗？答案

在对CuCl2溶液加热时，不能观察到[CuCl4]2－的黄色，因为加热时，平衡正向移动，[Cu(H2O)4]2＋有部分转化为[CuCl4]2－，[Cu(H2O)4]2＋显蓝色，[CuCl4]2－显黄色，而二者的混合色为黄绿色，所以看不到黄色。4.CuCl2溶液有时呈黄绿色,有时呈蓝绿色,这是因为CuCl2的水溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O

ΔH>0

蓝色黄色现欲使溶液由黄绿色变成蓝绿色,请写出两种可采用的方法。(1)

;

(2)

。

答案:(1)降温(2)加AgNO3溶液解析:欲使溶液由黄绿色变成蓝绿色,即使平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,可采取降温或加AgNO3溶液的方法。5.放热反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达平衡后,若分别采取下列措施:①增大压强②减小NO2的浓度③增大O2浓度④升高温度⑤加入催化剂,能使平衡向正反应方向移动的是(

)A.①②③B.②③④C.③④⑤ D.①②⑤答案:A

解析:①增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即正向移动。②减小NO2的浓度,平衡向生成NO2的方向移动,即正向移动。③增大O2浓度,平衡向消耗O2的方向移动,即正向移动。④升温,平衡向吸热的方向移动,即逆向移动。⑤使用催化剂,平衡不移动。素养目标[原理梳理]5.勒夏特列原理:改变影响化学平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。[实验探究]一、浓度对化学平衡的影响1.【微思考1】向FeCl3溶液滴加几滴KSCN溶液,溶液变为红色。(1)若向上述溶液中滴加较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液,溶液的红色将如何变化?为什么?(2)若向上述溶液中加少量铁粉,会发生什么反应?上述溶液的红色如何变化?提示

(1)溶液红色变深,滴加较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液时,c(Fe3+)或c(SCN-)增大,使平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向右移动,Fe(SCN)3浓度增大,溶液红色变深。(2)发生反应Fe+2Fe3+===3Fe2+,溶液红色变浅。2.【微思考2】向K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液,NaOH溶液的作用是什么?向K2Cr2O7溶液中滴加硫酸溶液,又会引起怎样的变化?提示

K2Cr2O7溶液中存在平衡

+H2O2+2H+,若加入NaOH溶液,OH-中和H+,减小了氢离子浓度,使平衡向右移动,溶液黄色加深。若滴加硫酸溶液,增大了氢离子浓度,使上述平衡左移,溶液橙色加深。二、温度对化学平衡的影响1.【微思考1】根据[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O

ΔH>0试讨论:(1)将盛有CuCl2溶液的试管加热,溶液颜色如何变化?(2)将(1)中试管置于冷水中,溶液颜色又会如何变化?提示

(1)加热时,平衡[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O

ΔH>0正向移动,溶液蓝色变浅,黄色加深。(2)将(1)中试管置于冷水中,平衡[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O

ΔH>0逆向移动,溶液蓝色变深,黄色变浅。2.【微思考2】将两个封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶分别浸入热水和冷水中,气体颜色将如何变化?为什么?提示

浸入热水中,混合气体温度升高,平衡2NO2(红棕色)N2O4(无色)

ΔH<0逆向移动,二氧化氮的浓度变大,气体颜色加深。而浸入冷水中,混合气体温度降低,平衡正向移动,NO2浓度减小,气体颜色变浅。[实验反思]1.实验注意事项:对于离子反应,只有改变实际参加反应的离子浓度才对平衡有影响,如FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,增加KCl固体的量平衡不移动,因KCl没有参加离子反应。2.【微思考】(1)向红色的FeCl3和KSCN混合溶液中,加入少量KOH固体,有何现象发生?为什么?(2)在外界条件对化学平衡影响的实验中,我们如何判断化学平衡状态是否发生了改变?提示

(1)有红褐色沉淀生成,且溶液红色变浅。OH-与Fe3+结合生成红褐色Fe(OH)3沉淀,引起平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向左移动,溶液红色变浅。(2)一般根据平衡时溶液或气体的颜色是否发生变化来判断。

随堂检测1.放热反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡后,若分别采取下列措施:①增大压强②减小NO2的浓度③增大O2浓度④升高温度⑤加入催化剂,能使平衡向正反应方向移动的是(

)A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①②⑤答案

A解析

①增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即正向移动。②减小NO2的浓度,平衡向生成NO2的方向移动,即正向移动。③增大O2浓度,平衡向消耗O2的方向移动,即正向移动。④升温,平衡向吸热的方向移动,即逆向移动。⑤使用催化剂,平衡不移动。2.CuCl2溶液有时呈黄色,有时呈蓝色,这是因为CuCl2的水溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O

ΔH>0蓝色黄色现欲使溶液由黄色变成蓝色,请写出两种可采用的方法。(1)

;

(2)

。

答案

(1)降温(2)加AgNO3溶液解析

欲使溶液由黄色变成蓝色,即使平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,可采取降温或加AgNO3溶液的方法。3.(2020湖北武汉高二期末)已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其化学平衡常数为K1;化学反应②:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g),其化学平衡常数为K2,在温度为973K和1173K的情况下,K1、K2的值分别如下:温度K1K2973K1.472.381173K2.151.67请填空:(1)平衡常数K1的表达式为

。

(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),该反应的平衡常数为K3,根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式为

,据此关系式及上表数据,能推断出反应③是

(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)能判断反应③一定处于化学平衡状态的依据是

(填字母)。

A.压强不随时间改变B.气体密度不随时间改变C.H2的体积分数不随时间改变D.单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等(4)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:①图甲中t2时刻发