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文档简介
高中化学人教版(2019)选择性必修1第3课时影响化学平衡的因素第二节化学平衡
第二章
化学反应速率与化学平衡学习目标重点浓度、压强变化对化学平衡移动的影响规律。判断浓度和压强改变后化学平衡移动的方向。难点化学平衡移动的分析方法,如运用浓度商Qc与平衡常数K的关系判断平衡移动方向。压强变化对不同气体分子数反应的平衡移动影响的理解,尤其是充入惰性气体等特殊情况对平衡的影响。化学与生活大家是否注意过一些生活中的化学现象呢?比如,在制糖工业中,有时会通过改变条件来促进反应向生成蔗糖的方向进行。再比如,我们喝的碳酸饮料,打开瓶盖时会有大量气泡冒出,这其实也与化学平衡的移动有关。一瓶K2Cr2O7溶液,它呈现出漂亮的橙色。现在,向其中滴加几滴NaOH溶液,大家仔细观察溶液颜色的变化……看,溶液变成了黄色!这是为什么呢?再向黄色溶液中滴加HNO3溶液,溶液又变回了橙色。这里面蕴含着怎样的化学原理呢?化学平衡的移动某条件下平衡(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>KQ<KQ=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化学平衡的移动探讨影响化学平衡的因素化学平衡1Q=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【实验2-1】实验操作
原理现象结论Fe3+(浅黄色)+3SCN-(无色)⇋Fe(SCN)3(红色)
溶液呈红色溶液红色变浅溶液红色加深加入少量铁粉滴加1mol/LKSCN溶液浓度对化学平衡的影响
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
【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。浓度对化学平衡的影响【思考1】如何从Q与K的关系解释实验现象?
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浓度对化学平衡的影响【思考3】如何从v-t图像分析平衡移动?对于可逆反应mA(g)+nB(g)⇋
pC(g)+qD(g)来说
①c反↑(增大反应物浓度)②c反↓(减小反应物浓度)Vtt10V正V逆Vtt10V正V逆C反↑⇒V正瞬↑、V逆不变⇒V正>V逆⇒正移v`正v`逆v`正v`逆C反↓⇒V正瞬↓、V逆不变
⇒V正<V逆⇒逆移浓度对化学平衡的影响v正瞬时增大后减小v逆瞬时不变后增大v逆瞬时不变后减小v正瞬时减小后增大对于可逆反应mA(g)+nB(g)⇋
pC(g)+qD(g)来说
Vtt10V正V逆Vtt10V正V逆C生↓⇒V逆瞬↓、V正不变
⇒V正>V逆⇒正移①c生↑(增大生成物浓度)②c生↓(减小生成物浓度)v`正v`逆v`逆v`正C生↑⇒V逆瞬↑、V正不变⇒V逆>V正⇒逆移①浓度改变时,
V-t图像为“一连一跳”②
平衡移动的方向是为了减弱外界的改变,但并不能完全抵消这种改变。浓度对化学平衡的影响浓度变化对化学平衡的影响规律:浓度变化对化学平衡的影响化学平衡浓度变化增大反应物的浓度减少反应物的浓度增大生成物的浓度减少生成物的浓度平衡移动方向反应速率变化mA+nB
pC+qD(A、B、C、D均不是固体和液体纯物质)正反应方向逆反应方向逆反应方向正反应方向v正先增大,v逆后增大v正先减小,v逆后减小v逆先增大,v正后增大v逆先减小,v正后减小
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“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。③当某平衡反应中的反应物有两种或两种以上,其他条件不变时,增加一种反应物的浓度,重新达到平衡后,该物质本身转化率相比原来减小,而其它反应物的转化率相比原来增大。浓度对化学平衡的影响【实验2-2】实验操作
原理现象解释2NO2(g)(红棕色)
⇋
N2O4(g)(无色)
气体颜色先变深后逐渐变浅,最终比原来深气体颜色先变浅后逐渐变深,最终比原来浅变深:C(NO2)瞬间增大又变浅:压强增大,平衡正移,C(NO2)又减小变浅:C(NO2)瞬间减小又变深:压强减小,平衡逆移,C(NO2)又增大压强对化学平衡的影响
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大移压强对化学平衡的影响正向移动增大压强(减小体积)Vtt10V正V逆Vtt10V正V逆对于可逆反应mA(g)+nB(g)⇋
pC(g)+qD(g)来说
减小压强(增大体积)逆向移动若满足:m+n>p+q【思考2】如何从v-t图像分析平衡移动?v`正v`逆①增大压强P↑v正
、v逆瞬↑
,但v`正>v`逆气体分子数减小的方向②减小压强P↓
v正
、v逆瞬↓
,但v`正<v`逆气体分子数增大的方向v`正v`逆口诀:大P小移;小P大移压强对化学平衡的影响增大压强,v正、v逆同时增大,且v′正>v′逆减小压强,v正、v逆同时减小,且v′逆>v′正逆向移动Vtt10V正V逆Vtt10V正V逆V′逆V′正V′正V′逆正向移动对于可逆反应mA(g)+nB(g)⇋
pC(g)+qD(g)来说
若满足:m+n<p+q增大压强(减小体积)减小压强(增大体积)压强改变时,
V-t图像为“两跳”①增大压强P↑v正
、v逆瞬↑
,但v`正<v`逆气体分子数减小的方向②减小压强P↓
v正
、v逆瞬↓
,但v`正>v`逆气体分子数增大的方向压强对化学平衡的影响不移动Vtt10V正V逆Vtt10V正V逆不移动对于可逆反应mA(g)+nB(g)⇋
pC(g)+qD(g)来说
若满足:m+n=p+q增大压强(减小体积)减小压强(增大体积)V′正=V′逆V′正=V′逆对于反应前后气体总体积没有变化的可逆反应(等体反应),改变压强不能使化学平衡发生移动,V-t图像为“只跳仍等”。①增大压强②减小压强P↑v正
、v逆瞬↑
,但v`正=v`逆平衡不移动P↓
v正
、v逆瞬↓
,但v`正=v`逆平衡不移动压强对化学平衡的影响减小压强,v正、v逆同时减小,且v′正=v′逆【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?①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)②H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)⑤H2S(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压强对化学平衡的影响4.密闭的真空容器中放入一定量CaO2固体,发生反应2CaO2(s)⇋2CaO(s)+O2(g)并达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积为原来的一半,下列叙述正确的是()压缩体积后,平衡正向移动B.重新平衡后O2的浓度不变C.重新平衡后CaO的量不变
D.重新平衡后CaO2的量不变B压强对化学平衡的影响“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。压强对化学平衡的影响归纳总结:压强对化学平衡的影响规律mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)气体总系数减小增大压强减小压强气体总系数增大增大压强减小压强气体总系数不变增大/减小压强压强改变,系数大的一方受影响更大压强对化学平衡的影响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
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