高中化学 第二章 第三节 影响化学平衡移动的因素一 第2课时-学生版
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第2讲 化学平衡移动的判断一、用勒沙特列原理判断化学平衡的移动1.化学平衡移动的概念: V正=V逆改变条件V正=V逆一段时间后V正=V逆平衡状态不平衡状态新平衡状态2.平衡移动原理(勒夏特列原理):如果改变影响平衡的条件之一(如:温度、浓度、压强),平衡将向着能够_______这种改变的方向移动。
(1)浓度:其它条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向____方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向_________方向移动。
注意:由于纯固体或纯液体的浓度为常数,所以改变纯固体或纯液体的量,不影响化学反应速率,因此平衡不发生移动。
(2)压强:其它条件不变时,对于有气体参加的可逆反应,①若反应前后气体的物质的量(即气体体积数)不相等:达到平衡后,增大压强,平衡向___________________方向移动;减小压强,平衡向__________________方向移动;②若反应前后气体的物质的量(即气体体积数)相等:达到平衡后,改变压强,平衡_______________。
(3)温度:其它条件不变时,升高温度,平衡向__________________方向移动;降低温度,平衡向_________________方向移动。
(4)催化剂:对于可逆反应,催化剂______________改变正、逆反应速率,所以化学平衡_________________。
小结:①影响平衡移动的因素只有浓度、压强、温度;②平衡移动原理的适用范围是只有单一因素发生变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度),当多个因素同时发生变化时,情况比较复杂;③平衡移动的结果只能减弱(但不可能抵消)外界条件的变化;④当反应条件改变时,化学平衡不一定发生移动。
例如:改变压强,对反应前后气体体积数相等的反应无影响(此时浓度也改变,同等程度增大或减小)。
因此,在浓度、压强、温度三个条件中,只有温度改变,化学平衡一定发生移动。
3.分析化学平衡移动问题的一般思路: 改变条件速率改变程度不同逆ν≠ν正()程度相同逆ν=ν正()速率不变:如容积不变时充入惰性气体使用催化剂或对气体体积无变化的反应改变压强平衡不移动浓度压强温度平衡移动注意:⑴不要把v 正增大与平衡向正反应方向移动等同;⑵不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同。
《影响化学平衡的因素》教学设计一、课标解读《影响化学平衡的因素》属于课标选择性课程模块1《化学反应原理》主题2《化学反应的方向、限度和速率》内容。
1.内容要求通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
2.学业要求能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化,能讨论化学反应条件的选择和优化。
二、教材分析(1)知识类型、知识内容及其结构知识类型:化学原理内容(化学平衡移动原理)知识内容及其结构:化学平衡移动概念的建立(正向移动、逆向移动);浓度改变对平衡移动方向的影响及原因分析;了解控制反应条件在生产和科学研究中的意义。
(2)知识价值通过学习,让学生认识反应条件的改变对化学平衡状态会产生影响,使化学平衡状态发生改变。
因此,在生产、生活中,我们就可以应用化学平衡移动原理,通过选择条件、改变条件,服务于生产、服务于生活,获取最大效益。
在方法上,使学生在学习知识的过程中,学习研究问题的方法(在实践中发现问题—提出问题—分析研究问题—用所学理论解释问题—获得结论—应用结论(设计实验和解释实际问题))。
三、学情分析(1)学生已有的认知基础【知识基础】学生已经基本掌握化学反应速率和化学反应限度的概念及化学反应速率计算方法,对影响化学反应速率的因素有了初步的了解;认识可逆反应、化学平衡的特征;对平衡移动有初步认识,知道当一定外界条件改变时,有可能会引起平衡移动。
【能力基础】学生已经初步具备一定的化学实验能力(实验操作能力、实验观察能力、实验分析能力),初步具备合作解决问题的能力,学生具备了一定的语言表达能力,并初步具备应用所学知识解释、解决问题的能力。
(2)学生学习本课的困难或可能出现的问题实验能力的欠缺:实验基本操作能力(动手操作能力、实验有序性)差,实验操作阶段耗时较多;实验分析能力较差,缺乏从实验现象中发现、抽取、归纳总结规律的能力,难以获得实验结论;实验设计能力较差,缺乏设计有效实验检验理论预测的能力。
第三节化学平衡(第二课时)教学目标:正确理解浓度、温度对化学平衡的影响,并能利用勒夏特列原理加以解释。
教学重点:理解浓度、温度对化学平衡的影响。
教学难点:勒夏特列原理的归纳总结。
教学过程【引入】:我们知道:不同温度下物质的溶解度不同。
那么对于t0时达到溶解平衡状态的饱和溶液,当升高或降低温度至t1时:若:溶解度增大,固体溶质继续溶解,则V(溶解)V(结晶)溶解度减小,固体溶质析出,则V(溶解)V(结晶)那么溶解平衡状态被打破,继而建立一种新的溶解平衡,也就是说:条件改变,溶解平衡移动。
那么:化学平衡是否也只有在一定条件下才能保持?当条件(浓度、压强、温度等)改变时,平衡状态是否也会发生移动?【实验探究一】:探究浓度变化对化学平衡的影响实验原理:已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡:Cr2O72-+ H2O 2CrO42-+ 2H+K2Cr2O7为橙色,K2CrO4为黄色。
实验步骤:①取两支试管各加入5ml0.1mol/L K2Cr2O7溶液,然后按下表步骤操作,观察并记录溶液颜色的变化。
步骤滴加3~~10滴浓H2SO4滴加10~~20滴6 mol/LNaOHK2Cr2O7溶液实验结论:V 正V 逆 V 逆V 正V ′正V ′逆【实验探究二】:探究浓度变化对化学平衡的影响实验原理:Fe 3++3SCN -Fe (SCN )3 (红色)实验步骤:向盛有5 ml 0.005mol/L FeCl 3溶液的试管中加入5 ml 0.01mol/L KSCN 溶液,溶液显红色。
(1)将上述溶液均分置于两支试管中;向其中一支试管中加入饱和FeCl 3溶液4滴,充分振荡,观察溶液颜色变化;向另一支试管滴加4滴1 mol/L KSCN 溶液,观察溶液颜色变化。
(2)向上述两支试管中各滴加0.01mol/LNaOH 溶液3~~5滴,观察现象,填写下表。
编号 12步骤(1) 滴加饱和FeCl 3溶液滴加1 mol/L KSCN 溶液现象步骤(2) 滴加NaOH 溶液滴加NaOH 溶液现象结论【思考与交流】1、 上述两个实验中,化学平衡状态是否发生了改变?你是如何判断的?2、从中你能否推知影响化学平衡状态的因素? 小结:(1)浓度对化学平衡的影响的规律在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,都可以使平衡向着 移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,都可以使平衡向着 移动。
第3课时温度、催化剂对化学平衡移动的影响[核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想:从变化的角度认识化学平衡的移动,即可逆反应达到平衡后,温度、催化剂改变,平衡将会发生移动而建立新的平衡。
2.证据推理与模型认知:通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响,构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。
一、温度、催化剂对化学平衡移动的影响1.温度对化学平衡移动的影响(1)实验探究温度对化学平衡移动的影响按表中实验步骤要求完成实验,观察实验现象,填写下表:实验原理2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色)ΔH=-56.9 kJ·mol-1实验步骤实验现象热水中混合气体颜色加深;冰水中混合气体颜色变浅实验结论混合气体受热颜色加深,说明NO2浓度增大,即平衡向逆反应方向移动;混合气体被冷却时颜色变浅,说明NO2浓度减小,即平衡向正反应方向移动(2)温度对化学平衡移动的影响规律①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热),所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。
②当其他条件不变时:温度升高,平衡向方向移动;温度降低,平衡向方向移动。
2.催化剂对化学平衡的影响规律当其他条件不变时:催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成,但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。
判断正误区(1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态()(2)催化剂能加快反应速率,提高单位时间内的产量,也能提高反应物的转化率()(3)升高温度,反应速率加快,化学平衡向正向移动()(4)升高温度,反应速率加快,但反应物的转化率可能降低()方法指导区分析化学平衡移动的一般思路深度思考区1.已知反应:m A(g)+n B(g)p C(g),当反应达平衡后,若温度改变,其反应速率的变化曲线如下图所示:则可知该反应的ΔH<0(填“>”或“<”),温度对(填“吸热”或“放热”)反应速率影响大。
第2课时影响化学平衡移动的因素(一)浓度、压强对化学平衡移动的影响[目标导航] 1.理解化学平衡移动的概念,会根据速率变化判断化学平衡移动的方向。
2.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。
3.会分析浓度、压强变化对化学平衡移动的影响。
一、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.图示表示议一议1.化学平衡移动的本质原因是什么?答案化学平衡之所以发生移动,本质原因是外界条件的变化引起了正、逆反应速率发生了变化而不再相等。
2.怎样判断化学平衡移动的方向?答案①若外界条件改变,引起v正>v逆时,正反应占优势,化学平衡向正反应方向移动;②若外界条件改变,引起v正<v逆时,逆反应占优势,化学平衡向逆反应方向移动;③若外界条件改变,引起v正和v逆都发生变化,如果v正和v逆仍保持相等,化学平衡就不移动。
二、浓度、压强对化学平衡移动的影响1.浓度变化对化学平衡移动的影响规律(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)减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。
2.压强变化对化学平衡移动的影响规律(1)针对有气体参加或有气体生成的可逆反应而言且反应前后气体体积发生变化的反应改变压强平衡移动方向增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动减小压强平衡向气体体积增大的方向移动(2)对于反应前后气体体积没有发生变化的反应,改变压强平衡不移动。
议一议对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g)改变压强平衡如何移动?并说明平衡移动原因。
答案改变压强平衡不发生移动。
因为当加压时体积缩小,反应物、生成物浓度都增大,且变化程度相同。
v正、v逆增加且变化程度相同。
v正与v逆始终相等,故不发生移动;减压时与之相同。
一、浓度对化学平衡影响的实验探究按表中实验操作步骤完成实验,观察实验现象,填写下表:实验原理实验步骤实验现象黄色变为橙色橙色变为黄色实验结论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-3-衡:FeCl3+3KSCN3KCl+Fe(SCN)3(红色)(1)若滴加饱和FeCl3溶液4滴,平衡向________方向移动,溶液红色________。
(2)若滴加1 mol·L-1 KSCN溶液4滴,平衡向________方向移动,溶液红色________。
(3)若滴加0.01 mol·L-1 NaOH溶液4滴,则产生________(填颜色)沉淀,c(Fe3+)________,平衡向________方向移动,溶液红色________。
(4)若加入少量KCl固体,则平衡________移动,原因________________________。
归纳总结1.浓度对化学平衡的影响若其他条件不变,一次性改变浓度对化学平衡的影响如下表所示:a A+b Bc C+d D(A 、B、C、D为非固体)(1)熟记浓度对化学平衡移动影响的规律。
(2)对于离子平衡体系,注意离子浓度的改变方式,排除不参与反应的离子干扰。
(3)对于容积不变的气—固平衡体系,改变固体的量,平衡不移动。
(4)多角度理解气体浓度的改变方式。
变式训练1反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况下,不会使平衡发生移动的是()A.温度、容积不变时,通入SO2气体B.移走一部分NH4HS固体C.容器体积不变,充入NH3D.保持压强不变,充入氮气提示①固体或纯液体的浓度是常数,改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小,故平衡不移动;②向容器中充入“惰性气体”对平衡的影响,关键要分清条件是恒温恒容还是恒温恒压。
二、压强对化学平衡移动的影响例2在容闭容器中,反应x A(g)+y B(g) z C(g),在一定条件下达到平衡状态,试回答下列问题:(1)若x+y>z,缩小体积,增大压强,则平衡向________方向移动。
(2)若保持体积不变,通入“He”气,则平衡________移动。
(3)若保持压强不变,通入“He”气,平衡向正反应方向移动,则x、y、z的关系为________。
(4)若x+y=z,缩小体积,增大压强,则平衡______移动。
归纳总结压强对化学平衡的影响若其他条件不变,压强对化学平衡的影响如下表所示:化学平衡a A+b B c C+d Da+b>c+da A+b Bc C+d Da +b<c+da A+b Bc C+d Da+b<c+da A+b Bc C+d Da+b>c+d 体系压强改变加压加压减压减压平衡移动方向正向移动逆向移动正向移动逆向移动速率变化v正、v逆同时增大,且v′正>v′逆v正、v逆同时增大,且v′逆>v′正v正、v逆同时减小,且v′正>v′逆v正、v逆同时减小,且v′逆>v′正图像改变条件,下列表达不正确的是()A.增大压强,化学平衡不一定发生移动B.通入氦气,化学平衡不一定发生移动C.增加X或Y的物质的量,化学平衡一定发生移动D.其它条件不变,升高温度,化学平衡一定发生移动1.下列叙述及解释正确的是( ) A .2NO 2(g)(红棕色)N 2O 4(g)(无色) ΔH <0,在平衡后,对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施,因为平衡向正反应方向移动,故体系颜色变浅 B .H 2(g)+I 2(g)2HI(g) ΔH <0,在平衡后,对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施,因为平衡不移动,故体系颜色不变 C .FeCl 3+3KSCNFe(SCN)3(红色)+3KCl ,在平衡后,加少量KCl ,因为平衡向逆反应方向移动,故体系颜色变浅 D .对于N 2+3H 22NH 3,平衡后,压强不变,充入O 2,平衡左移2.在一密闭容器中,反应a A(g)b B(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B 的浓度是原来的60%,则( ) A .平衡向逆反应方向移动 B .物质A 的转化率减少 C .物质B 的质量分数增大 D .a >b3.在K 2Cr 2O 7溶液中存在下列平衡:2CrO 2-4(黄色)+2H+Cr 2O 2-7(橙色)+H 2O 中,溶液颜色介于黄色和橙色之间,今欲使溶液颜色变浅,可以在溶液中加入( ) ①H +②OH -③K +④H 2OA .①③B .②④C .①④D .②③4.下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是( ) ①已达到平衡的反应C(s)+H 2O(g)CO(g)+H 2(g),当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动 ②已达到平衡的反应N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g),当增大N 2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N 2的转化率一定升高 ③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动 ④有气体参加的反应达到平衡时,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动 A .①④ B .①②③ C .②③④ D .①②③④5.在密闭容器中发生如下反应:a X(g)+b Y(g)c Z(g)+d W(g),反应达到平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的12,当再次达到平衡时,W 的浓度为原平衡时的1.8倍。
下列叙述中不正确的是( ) A .平衡向逆反应方向移动 B .a +b <c +dC.Z的体积分数增大D.X的转化率下降[基础过关]一、反应速率与化学平衡的移动1.对处于化学平衡的体系,由化学平衡与化学反应速率的关系可知()A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大D.改变压强,化学反应速率一定改变,平衡一定移动2.下图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。
下列叙述与示意图不相符合的是()A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态ⅡC.该反应达到平衡态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态ⅡD.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等3.某温度下,在密闭容器中反应N2O4(g)2NO2(g)达到平衡,下列说法不正确的是() A.加压时(体积变小),将使正反应速率增大B.保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小C.保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时,颜色变深D.保持体积不变,通入He,再达平衡时颜色不变二、浓度对化学平衡移动的影响4.在一密闭容器中发生反应:2A(g)+2B(g)C(s)+3D(g)ΔH<0,达到平衡时采取下列措施,可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是()A.移走少量CB.扩大容积,减小压强C.缩小容积,增大压强D.体积不变,充入“惰”气5.在容积为2 L的密闭容器中,有反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),经过5 min达到平衡,此时各物质的变化为A物质的量浓度减少a mol·L-1,B的平均反应速率v(B)=a/15 mol·L-1·min-1,C物质的量浓度增加2a/3 mol·L-1,这时若增大系统压强,发现A与C的百分含量不变,则m∶n∶p∶q为()A.3∶1∶2∶2 B.1∶3∶2∶2C.1∶3∶2∶1 D.1∶1∶1∶16.已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。
现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为1 L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图所示。
X与Y两条曲线中,Y表示N2O4浓度随时间的变化,则下列说法不正确的是()A.如混合气体的压强不再发生改变,说明反应已达化学平衡状态B.a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是b点C.25~30 min内用NO2表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L-1·min-1D.反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是增加N2O4的浓度三、压强对化学平衡移动的影响7.一定温度下,反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,一段时间后达到平衡,下列措施不能使平衡发生移动的是()①增加C的物质的量②保持体积不变,充入N2使体系压强增大③将容器的体积缩小一半④保持压强不变,充入N2使容器体积变大A.①②B.②③C.①④D.③④8.某温度下,将2 mol A 和3 mol B 充入一密闭容器中,发生反应:a A(g)+B(g)C(g)+D(g),5 min 后达到平衡。