第一学期人教版高二化学选修4第二章第三节《化学平衡影响化学平衡移动的因素二》无答案学案
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2-3-2 化学平衡的移动教学目标知识与技能:1.理解温度、浓度、压强等外界条件对化学平衡影响的规律。
2.能根据勒·夏特列原理(化学平衡移动原理)判断化学平衡移动的方向。
过程与方法:通过实验探究,了解认识、解决问题的一般程序与方法。
情感、态度与价值观:在学习、研究、解决问题的过程中,体验化学学习的乐趣。
教学重点:温度、浓度、压强等外界条件对化学平衡影响的规律。
教学难点:勒·夏特列原理(化学平衡移动原理)的理解及应用。
教学过程:【提问】上节课我们学习了化学平衡状态,那么化学平衡状态是否一成不变,又会受什么因素的影响呢?【教师】这节课我们主要来看看浓度、温度与压强等外界条件对化学平衡的影响。
【教师】下面我们看看浓度对化学平衡的影响,我们看一下实验:【活动•探究】1. 浓度对化学平衡的影响【分析】Fe 3+ + 3SCN-Fe(SCN)3浅黄色红色温度一定时,K是一个定值。
改变条件浓度时:当增大反应物的浓度时,平衡正向移动;当减小生成物的浓度时,平衡正向移动当减小反应物的浓度时,平衡逆向移动;当增大生成物的浓度时,平衡逆向移动通过以上可知:在其它条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向(或向右)移动。
减小反应物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向(或向左)移动。
【板书结论】(三)反应条件对化学平衡的影响1.浓度的影响在其它条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向(或向右)移动。
;减小反应物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向(或向左)移动。
【练习】1.已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡:Cr2O72-+ H2O 2CrO42-+ 2H+(橙色)(黄色)分析加入NaOH溶液(6mol/L)或稀H2SO4溶液有何现象?2.Cl2 + H2O HCl+HClO达平衡后:A. 加入少量氢氧化钠平衡如何移动?B. 加入少量HCl平衡如何移动?C. 久置氯水的成分是什么?为什么?D. 为什么氯气不溶于饱和食盐水?【过渡】我们已经清楚的知道,浓度对化学平衡的影响,那么除此之外,还有哪些因素对化学平衡的影响比较大?下面我们一起来看一下温度对化学平衡的影响。
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。
第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率1. 化学反应速率(v)ﻭ⑴定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化ﻭ⑵表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示ﻭ⑶计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L•s)⑷影响因素:ﻭ①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)②条件因素(外因):反应所处的条件外因对化学反应速率影响的变化规律条件变化活化分子的量的变化反应速率的变化反应物的浓度增大单位体积里的总数目增多,百分数不变增大减小单位体积里的总数目减少,百分数不变减小气体反应物的压强增大单位体积里的总数目增多,百分数不变增大减小单位体积里的总数目减少,百分数不变减小反应物的温度升高百分数增大,单位体积里的总数目增多增大降低百分数减少,单位体积里的总数目减少减小反应物的催化剂使用百分数剧增,单位体积里的总数目剧增剧增撤去百分数剧减,单位体积里的总数目剧减剧减其他光,电磁波,超声波,固体反应物颗粒的大小,溶剂等有影响※注意:(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
ﻭ(2)、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容:充入惰性气体→总压增大,但各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢ﻭ二、化学平衡(一)1。
定义:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征ﻭ逆(研究前提是可逆反应);等(同一物质的正逆反应速率相等) ;动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定);变(条件改变,平衡发生变化) 3、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)C(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成m molA,即V(正)=V(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了p molC,则V(正)=V(逆)平衡③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡④在单位时间内生成nmolB,同时消耗了q molD,因均指V(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定) 平衡②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定) 不一定平衡混合气体平均相对分子质量Mr①Mr一定时,只有当m+n≠p+q时平衡②Mr一定时,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡(二)影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动ﻭ(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,V正减小,V逆也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
第三节化学平衡
一、教材分析
化学平衡属于化学热力学范畴。
随着化学知识的不断积累和对实验现象的深入观察,自然会产生是不是所有的化学反应都能进行的完全(达到反应限度)这样的疑问。
本节课在学完了反应速率的影响因素的基础上,针对可逆反应分析化学反应限度,当化学反应的正反应速率和逆反应速率相等时,反应就达到该条件下的最大限度,即达到了化学平衡状态。
可逆反应是绝对的,化学平衡观点的建立可以更好的理解化学反应特点,所以化学平衡的概念是本节的重点,同时平衡状态的特征对影响平衡的因素的学习起到了非常重要的储备作用。
化学平衡状态的特征及判断是本节的重点也是难点。
二、教学设计思路
教学中本着温故知新的原则,从蔗糖溶解为例指出溶解的速率与结晶的速率相等时,处于溶解平衡状态,再以可逆反应为例说明正反应速率和逆反应速率相等时,就处于化学平衡状态。
通过对溶解平衡的理解和迁移帮助学生理解化学平衡状态的特征及判断依据。
这样采用探究式教学层层引导并通过图画等多媒体手段帮助学生联想和理解从而突破本节的难点,并为下节的影响平衡的因素做好铺垫。
浓度都对化学平衡有影响,
讨论、分析:前面学习过催化剂对正反应速率和逆反应速
率却是同样倍数的提高和降低。
结论:使用催化剂不影响化学平衡的移动。
反应类型条件改
变
改变条
瞬间
v正v
对任意加入催增大增大
板书设计
第二章化学反应速率和化学平衡。
影响化学平衡移动的因素(二)温度、催化剂对化学平衡移动的影响[学习目标]1.通过温度对可逆反应速率的影响,理解并掌握温度影响化学平衡移动的规律。
2. 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。
一、温度对化学平衡移动的影响1. 实验探究按表中实验步骤要求完成实验,观察实验现象,填写下表:A. 正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向右移动B. 正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向左移动C. 正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向右移动线分别如下图所示:(1) 图①表示的温度变化是 ______ ,平衡移动方向是向 (2) 图②表示的温度变化是 ______ ,平衡移动方向是向 (3) 正反应是 _____ 反应,逆反应是 _______ 反应。
知识总结:(1) 升温,v 放、v 吸均增大,但v 吸增大程度大;降温, 吸均减小,但v 吸减小程度大。
(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。
方向。
方向。
v 放、V[例 1】 反应 A(g) + 3B(g) =2C(g) △ H< 0,达平衡后,将反应体系的温度降低, F 列叙述中正确的已知反应:nA(g) + n B(g) =pC(g) 讨n <p,当反应达平衡后,若温度改变,其反应速率的变化曲D. 正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向左移动 题点】温度影响化学平衡移动的规律[例2 取五等份NQ ,分别加入温度不同、 容积相同的恒容密 闭容器中,发生反应2NQ(g) = N2O(g)△ Hv 0。
反应相同时间后,分别测定体系中NQ 的体积分数,并作出其随反应 温度变化的关系图。
下列示意图中,可能与实验结果相符的 是() 考点】催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响 【题点】温度影响化学平衡移动的规律 二、催化剂对化学平衡的影响 1•催化剂对化学平衡的影响加入催化剂可以大大地加快反应速率,是因为它可以降低反应所需 ___________ ,从而提高活化分子 _____ 从而增大反应速率,但是由于催化剂能够 _________________________________ 地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动无影 _ 响。
2. 图像分析对于N 2+ 3H=2NH 反应,NH 的体积分数如图所示: 其中m 表示 _____ 情况,n 表示 _________ 情况。
知识总结: 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。
[例 3】一定温度下,可逆反应 a X(g) + b Y(g) =cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后, t o 时刻改变某一外界变化,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a + b = c ,贝U t o 时刻只能是增大了容器的压强B. 若a + b = c ,贝U t o 时刻只能是加入了催化剂C. 若a + b z c ,贝U t o 时刻只能是增大了容器的压强D. 若a + b z c ,贝U t o 时刻只能是加入了催化剂 [考点】催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响 [题点】温度、催化剂对化学平衡影响的综合 【例4】如图所示,表示反应 N(g) + 3f(g) =2NH(g) △ H <o ,在某一时间段内反应速率与反应过 程的曲线关系图。
(1) ___________________________________ 氨的质量分数最高的一段时间是 (填字母)。
A.t o 〜t 1 B. t 2〜t 3 C. t 3〜t 4 D. t 5 〜t 6NO E %NO J %⑵t1、t3、t4改变的条件分别是t4 ___________________________________________________________________ 催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响[题点】温度、催化剂对化学平衡影响的综合三、勒夏特列原理1. 平衡移动过程中的量变分析向一密闭容器中通入 1 mol N 2、3 mol H 2发生反应:N2(g) + 3f(g) =2NH(g) △ H<0, 一段时间后达到平衡,当改变下列条件后,请填写下列内容:(1) 若增大N2的浓度,平衡移动的方向是_______ ;达新平衡时,氮气的浓度与改变时相比较,其变化是 ____ 。
但平衡时的浓度_______ 原平衡时的浓度。
(2) 若升高温度,平衡移动的方向是移动;达新平衡时的温度与改变时相比较,其变化是。
但平衡时的温度 _____ 原平衡时的温度。
(3) 若增大压强,平衡移动的方向是______ ;达新平衡时的压强与改变时相比较,其变化是__________ 。
但平衡时的压强 ____ 原平衡时的压强。
2. 勒夏特列原理如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强和温度)之一,平衡将向着能够 _________ 这种改变的方向移动。
该结论就是勒夏特列原理。
知识总结:1勒夏特列原理的适用范围化学反应平衡等所有的动态平衡,只能解释平衡移动造成的结果或现象。
2对“减弱这种改变”的正确理解①定性角度:用于判断平衡移动的方向。
②定量角度:“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”。
【例5下列不能用勒夏特列原理解释的事实是()A. 红棕色的NQ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[考点】化学平衡影响因素的综合[题点】勒夏特列原理的理解与应用[例6 反应X(g) + Y(g) 2Z(g) △ H<0,达到平衡时,下列说法正确的是()A. 减小容器体积,平衡向右移动B. 加入催化剂,Z的产率增大C. 增大c(X),X的转化率增大D. 降低温度,Y的转化率增大[考点】化学平衡影响因素的综合【题点】化学平衡影响因素的综合考查课堂小结:可逆反应与化学平衡练习二1. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A. 打开汽水瓶时,有大量气泡溢出B. 在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉C. 氨水应密闭保存于低温处D. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气2. 对于2A(g) + B(g) 2C(g) △ Hv 0,当温度升高时,平衡向逆反应方向移动,其原因是()A. 正反应速率增大,逆反应速率减小B. 逆反应速率增大,正反应速率减小C. 正、逆反应速率均增大,但是逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度D. 正、逆反应速率均增大,而且增大的程度一样3. 反应2A(g) =2B(g) + E(g) △ H>0,达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是()A. 加压B. 降温C.减小E的浓度D. 加催化剂4. 将Hz(g)和B「2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g) + B「2(g) 2HBr(g) △ K0,平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。
a与b的关系是()A. a>bB. a= bC. a<bD. 无法确定5. 在密闭容器中进行如下反应:CO(g) + C(s) =2CO(g) △ H> 0,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(s),则平衡__________________ (填“向左移动” “向右移动”或“不移动”,下同),c(CQ) _______ (填“增大” “减小”或“不变”,下同)。
⑵保持温度不变,缩小反应容器的容积,则平衡___________ , c(CQ) ________ 。
(3) 保持反应容器的容积和温度不变,通入2,则平衡____________ ,c(CQ) ________ 。
(4) 保持反应容器的容积不变,升高温度,则平衡 __________ , c(CO) ________ 。
[对点训练]1. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是()A. 加入催化剂有利于合成氨的反应B. FeCl 3溶液中加Fe粉,颜色由棕黄色变为浅绿色C. 500 C时比室温更有利于合成氨的反应D. 将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应2. (2019 •赣州期中)下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是()A. 将NO球浸泡在热水中颜色加深B. 工业合成氯化氢时使用过量氢气C. 用饱和食盐水除去氯气中的少量 HCI 气体 D •工业上生产硫酸的过程中,使用过量的空气以提高 SQ 的利用率3. 下列因素不可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4. 在一定条件下,发生反应 CQ(g) + NQ(g) = CQ 2(g) + NQ(g),达到化学平衡后,降低温度,混合物 的颜色变浅。
下列关于该反应的说法正确的是 ( )A. 该反应为吸热反应B. 该反应为放热反应C. 降温后一氧化碳的浓度增大D. 降温后各物质的浓度不变 5.如图所示,三个烧瓶中分别充满NQ 气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在①反应),平衡时,升高温度,气体的平均相对分子质量有变小的趋势,则下列判断中正确的是 ( )A.B 和C 可能都是固体B.B 和C 一定都是气体C.若C 为固体,则B 一定是气体D.B 和C 不可能都是气体 7. 已知反应3A(g) + B(g)2C(g) + 2D(g) △ H <0,下图中,a 、b 曲线分别表示在不同条件下, A施是( )①增大A 的浓度 ②升高温度 ③增大D 的浓度 ④加入催化剂⑤恒温下,缩小反应容器体积⑥加入稀有气体,保持容器内压强不变A.①②③B.④⑤C.③④⑤D.④⑤⑥ 8.已知反应:CQC 2(g) = CQ(g) + Cl 2(g) △ H> 0,当反应达到平衡时,下 列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③ 增加CQ 浓度 ④减压 ⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,其中能提高CQC 2转化率的是()中加入CaQ 在②中不加其他任何物质,在③中加入 变浅。
下列叙述正确的是 ( )A. 2NQ =20是放热反应B. NHCI 溶于水时放出热量C. 烧瓶①中平衡混合气的平均相对分子质量增大D. 烧瓶③中气体的压强增大6. (2019 •安徽安庆NHCI 晶体,发现①中红棕色变深,③中红棕色发生可逆反应: 3A(g) =3B + C(正反应为吸热与B 反应时D 的体积分数随时间t 的变化情况。
若想使曲线b(实线)变为曲线 a(虚线),可采取的措①加氧化钙 ②室温水 ③加臥牝钱晶体A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥9. 镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物:LaNi 5(s) + 3H2(g) =LaNi 5Ho(s) △ Hv 0,欲使LaNi5H s(s)释放出气态氢,根据平衡移动原理,可改变的条件是()A.增加LaNi5H6(s)的量B. 降低温度C. 减小压强D. 使用催化剂10. 一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()A. CQ(g) + 2NH3(g) =CO(Nhh(s) + H20(g) △ H<0B. CQ(g) + Hb(g) =CO(g) + HO(g) △ H>0C. CHCHOH(g) ^CH===C2<g) + H2O(g) △ H>0D. 2C6H5CHCH(g) + 02(g) =2C6H5CH===C2H3) + 2fO(g) △ H<011. 在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SQ(g) + O2(g) =2SO(g) △ H< 0。