2019高中化学 化学平衡移动(基础)知识讲解学案 新人教版选修4
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第三節化學平衡(第一課時)教學目標1.使學生建立化學平衡的觀點,並通過分析化學平衡的建立,增強學生的歸納和形象思維能力。
2.使學生理解化學平衡的特徵,從而使學生樹立對立統一的辯證唯物主義觀點。
教學重點化學平衡的建立和特徵。
教學難點化學平衡觀點的建立。
教學過程[引言]:化學反應速率討論的是化學反應快慢的問題,但是在化學研究和化工生產中,只考慮化學反應進行的快慢是不夠的,因為我們既希望反應物盡可能快....地轉化為生成物,同時又希望反應物盡可能多....地轉化為生成物。
例如在合成氨工業中,除了需要考慮如何使N2和H2儘快地轉變成NH3外,還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉變為NH3,後者所說的就是化學反應進行的程度問題——化學平衡。
一、可逆反應與不可逆反應(閱讀教材27頁理解可逆反應的概念)1、可逆反應的概念:在下,既可以向進行,同時,又可以向進行的反應。
如:注意:1、2、3、2、不可逆反應:能進行到底的反應如:H2的燃燒:酸堿中和:生成沉澱的發應:生成氣體的反應:一些氧化還原反應:二、化學平衡狀態思考1:對於不可逆反應存在化學平衡嗎?化學平衡的研究對象是什麼?思考2:什麼是化學平衡?化學平衡是如何建立的?下麵我們就來討論這一問題。
1、化學平衡的建立類比:溶解平衡的建立:(以蔗糖為例)開始時:平衡時:結論:。
那麼對於可逆反應來說,又是怎樣的情形呢?我們以CO和H2O (g)的反應為例來說明化學平衡的建立過程。
CO + H2O (g) CO2 + H2開始濃度 0.01 0.01 0 0一段時間後0.005 0.005 0.005 0.005如圖:歸納:反應開始:反應過程中:一定時間後:思考:當可逆反應達到平衡狀態時,反應是否停止了?2、化學平衡的定義:在下的反應裏,正反應和逆反應速率,反應混合物中各組分的或保持不變的狀態。
3、化學平衡的特徵:(1)條件:(2)對象:(3) 等:(4) 動:(5) 定:4、應用:例1、可逆反應2NO22NO + O2在密閉容器中反應,達到平衡狀態的標誌是( )①單位時間內生成n mol O2 的同時生成2n mol NO2②單位時間內生成n mol O2的同時,生成2n mol NO③用NO2 、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態④混合氣體的顏色不再改變的狀態⑤混合氣體的密度不再改變的狀態⑥混合氣體的平均相對分子品質不再改變的狀態lA.①④⑥ B.②③⑤ C.①③④ D.①②③④⑤⑥回饋練習:1、可以說明密閉容器中可逆反應P(g) + Q(g) R(g) + S(g)在恒溫下已達平衡的是()A.容器內壓強不隨時間變化B.P和S生成速率相等C.R和S的生成速率相等D.P、Q、R、S的物質的量相等2、下列方法中可以證明A(s) + 2B2(g) 2C2(g) +D2(g)已經達到平衡狀態的是______________________.⑴、單位時間內生成了2molC2的同時也生成了1molA⑵、一個B — B鍵的斷裂的同時有一個C — C鍵的生成⑶、反應速率v(B2)=v(C2)=1/2v(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2) = 2:2:1⑸、溫度、體積一定時,[B2]、[C2]、[D2]濃度不再變化⑹、溫度、體積一定時,容器內的壓強不再變化⑺、條件一定時,混合氣體的平均相對分子品質不再變化⑻、溫度、體積一定時,混合氣體的密度不再變化⑼、百分組成 B2% = C2% = D2%3、在一定溫度下,可逆反應:A2(氣)+B2(氣) 2AB(氣)達到平衡的標誌是( )(A) A2、B2、AB的濃度不再變化(B) 容器中的壓強不再隨時間變化(C) 單位時間內生成n mol的A2同時生成2n mol的AB(D) A2、B2、AB的濃度之比為1:1:24、在1大氣壓390℃時,可逆反應:2NO2 2NO+O2達到平衡,此時平衡混合氣體的密度是相同條件下H2密度的19.6倍,求NO2的分解率。
化学平衡的移动【学习目标】1、通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响;2、能利用相关理论解释外界条件对平衡移动的影响。
【要点梳理】要点一、化学平衡移动【高清课堂:反应之事合久必分分久必合-化学平衡移动】1.定义。
化学平衡研究的对象是可逆反应,化学平衡是有条件的动态平衡,在一定条件下才能保持平衡状态,当影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度)改变时,原平衡就会被破坏,反应混合物里各组分的含量会随之改变,引起v 正≠v 逆,然后在新条件下重新建立平衡。
这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。
2.原因。
化学平衡移动的原因是反应条件的改变,移动的结果是正、逆反应速率发生变化,平衡混合物中各组分的含量发生相应的变化。
3.标志。
(1)从反应速率来看:如有v 正=v 逆,到v 正≠v 逆,再到v 正'=v 逆',有这样的过程表明化学平衡发生了移动。
(2)从混合物组成来看:各组分的含量从保持一定到条件改变时含量发生变化,最后在新条件下各组分的含量保持新的一定,同样表明化学平衡发生了移动。
4.方向。
平衡移动的方向由v (正)、v (逆)的相对大小来决定:(1)若外界条件的改变引起v (正)>v (逆),则化学平衡将向正反应方向(或向右)移动。
(2)若外界条件的改变引起v (正)<v (逆),则化学平衡将向逆反应方向(或向左)移动。
(3)若外界条件的改变虽引起v (正)和v (逆)的变化,但v (正)和v (逆)仍保持相等,则称化学平衡不发生移动(或没有被破坏)。
要点诠释:平衡移动过程可表示为:一定条件下的化学平衡−−−−→条件改变平衡被破坏−−−−−→一定时间后新条件下的新化学平衡 v (正)=v (逆) v (正)≠v (逆) v '(正)=v '(逆)各组分的含量保持不变→各组分的含量不断变化→各组分的含量又保持不变要点二、外界条件对化学平衡的影响【高清课堂:反应之事合久必分分久必合-化学平衡移动】1.浓度对化学平衡的影响。
2.3.2化学平衡【教学目标】1.知识与技能①理解化学平衡移动的涵义②理解温度浓度、压强对化学平衡的影响;③掌握用图像表示化学平衡移动的方法,并会判断化学平衡移动的方向;2.过程与方法通过学生理解化学平衡的特征以及形成化学平衡概念的过程中,培养学生合作探究,分析问题,解决问题的能力3.情感态度与价值观①通过本节“问题讨论”、“交流思考”、“实验探究”等栏目设计,激发学生学习兴趣,体验科学探究的艰辛和喜悦,使学习变为知识的获取,文化的欣赏。
②培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的认识观点;【教学重难点】重点:温度、浓度、压强对化学平衡的影响。
难点:平衡移动的原理分析及应用【学情分析】鉴于学生的基础较差,本部分知识较难理解,所以在学习时将速度放慢一些。
【教学方法】1.实验法 2.学案导学3.新授课教学基本环节:复习引入→新课讲解→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→布置预习【课前准备】1.学生的学习准备:2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
【课时安排】2课时流程教师活动学生活动引入复习化学平衡的定义一定条件下,可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
化学平衡的特征逆——可逆反应等——V正 =V逆(用同一物质浓度表示)动——动态平衡。
(V正=V逆≠0)定——平衡时,各组分浓度、含量保持不变(恒定)变——条件改变,平衡发生改变新课如果改变化学平衡该条件会发生什么事?这个过程叫什么?化学平衡被打破。
化学平衡移动:可逆反应中,旧化学平衡的破坏,化学平衡的建立的过程叫做化学平衡的移动。
那么有哪些条件可能改变化学平衡?这浓度?压强?温度?催化剂?是我们这节课要讨论的问题首先我们来讨论温度对化学平衡的影响观看视频【实验2-7】请同学们描述实验现象2NO2 = N2O4∆H =- 57 KJ/mol认真观看视频小组讨论一1.描述实验现象,可以说明什么?2.画出该速率-时间图。
第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡考纲解读1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程,理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单计算。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。
4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
预习提纲一、可逆反应与不可逆反应1.可逆反应(1)概念在相同条件下,既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。
(2)表示方法约定采用“”表示,把从左向右的反应称作正(向)反应,从右向左的反应称作逆(向)反应。
例如:SO 2和H2O可表示为SO2+H2O H2SO3(3)特征可逆反应发生的条件相同,反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化,且反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存。
2.不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略,把几乎完全进行的反应叫不可逆反应,用“===”号表示。
例如:Ba2++SO42—==BaSO4↓二、化学平衡状态1.化学平衡的建立如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应过程如下:(1)反应开始时:反应物的浓度最大,正反应速率最大.生成物的浓度为零,逆反应速率为零.(2)反应进行时:反应物的浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小.生成物的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大.(3)最终在某一时刻,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度不再变化,生成物的浓度也不再变化。
上述过程用图示法表示如下2.概念在一定条件下的可逆反应里,当正反应和逆反应的速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。
3.特征(1)“动”——化学平衡是一种动态平衡,反应达到平衡时,反应并没有停止。
(2)“等”——v(正) =v(逆)>0。
(3)“定”——条件一定时,反应速率一定,混合物中各组分的浓度一定。
(4)“变”——当条件改变时,平衡一般要发生改变。
4.影响因素(1)浓度当其他条件不变时,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;增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。
教学设计王玉峰,江苏省淮州中学从容说课随着化学知识的不断积累和对实验现象的深入观察,学生可能会产生是不是所有的化学反应都能进行完全(达到反应的限度)这样的疑问。
教学中可本着温故知新的原则,从学生已有关于溶解的知识,从溶解平衡导入化学平衡。
从一个熟悉的内容出发引领学生进行思考,充分利用学生的“最近发展区”(“最近发展区”理论强调人的思维是有弹性、有潜力的,在不同的社会环境中具有伸缩性。
这样,对同一内容的学习,在不同时间多次进行,而且每次都是经过改组的,目的不同的,分别着眼于问题的不同侧面,就会使学生的认识逐步深入)。
通过对溶解平衡的理解和迁移,让学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念。
再用颇具启发性的化学实验引导学生得出使化学平衡移动的条件,达到既激发学习兴趣又启发思维的目的。
为了加深学生对化学平衡的认识,教科书列举了H2(g)+I2(g)2HI反应中的相关数据,从定量角度给以深化,希望学生能够从变化的数据中找出规律,即化学平衡常数,并学会描述化学平衡的建立过程,知道化学平衡常数的涵义,能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
对化学平衡的教学应重视实验,教师应精心准备实验,最好以边讲边实验的形式进行。
引导学生认真观察实验现象,启发学生充分讨论,一方面要提供建构理解所需的基础,同时又要留给学生广阔的建构空间,让他们针对具体情境采用适当的策略,师生共同归纳出平衡移动原理。
对于影响化学平衡的条件应重点讲解浓度对化学平衡的影响,启发学生运用浓度变化对化学反应速率的影响来解释浓度变化对化学平衡的影响,进而推及压强变化对化学平衡的影响;要通过实验引导学生得出总是吸热方向的反应速率对温度的变化最敏感,变化幅度最大,从而得出温度变化导致平衡移动的方向;要引导学生从化学平衡状态的定义(各组分的百分含量保持不变)来理解化学平衡常数,学会利用数据,从中分析总结规律。
对K而言,它只受温度影响,不受浓度影响,不必进一步推导说明。
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。
2019-2020年人教版选修4教案第2章第3节化学平衡(第3课时)教案教学目标知识与技能:1.理解化学平衡常数的含义。
2.能利用化学平衡常数进行简单的计算。
过程与方法:1.通过化学平衡常数的计算教学,培养学生的计算能力。
2.通过对数据分析,培养学生分析、处理数据的能力,提高学生逻辑归纳能力。
情感、态度与价值观:通过对实验数据的分析,培养学生严谨求实、积极实践的科学作风。
教学重点:化学平衡常数表达式的书写、化学平衡常数的含义。
教学难点:化学平衡常数的应用教学过程:[复习提问]什么叫化学平衡?化学平衡的特征有哪些?[回答]化学平衡是是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量(溶液中表现为浓度)可以保持恒定的状态。
化学平衡的特征:(1)反应物和所有产物均处于同一反应体系中,反应条件(温度、压强)保持不变。
(2)达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变;由于化学平衡状态时反应仍在进行,故其是一种动态平衡。
达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。
[过渡]尽管就这么几句话,但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题,还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解。
化学平衡状态的特征,不仅包括上边大家回答的那些,还有其他方面的特征,这就是今天咱们学习和讨论的主题——化学平衡常数。
[板书]三、化学平衡常数[引导]请同学们阅读教材P28标题三下面的内容以及浓度关系数据表,分析并验算表中所给的数据,最后可以得到什么结论?[探究活动]阅读教材和P29表2—1,对表中数据进行观察并归纳。
[总结]一定温度下:[小结]在一定温度下,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,又无论反应物起始浓度为多少,最后都能达到化学平衡。
这时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号K 表示。
[板书]1. 定义:在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号K 表示。
高中化学 232 化学平衡移动教案新人教版选修4●课标要求1.通过实验探究温度、浓度、压强对化学平衡的影响,并能用相关理论加以解释。
2.认识化学平衡的调控在生产和科学领域中的重要作用。
●课标解读1.理解影响化学平衡移动的因素,加深对勒夏特列原理的理解。
2.学会运用化学反应速率图像分析化学平衡的移动方向。
●教学地位本课时是在第1课时的基础上,结合外界条件对化学反应速率的影响来分析外界条件对化学平衡的影响,总结出勒夏特列原理。
这是今后学习其他平衡的基础。
●新课导入建议某密闭容器中发生如下反应A(g)+B(g)2C(g)。
(1)该反应达平衡的基本标志是什么?(2)若改变条件,使化学反应速率发生变化,化学平衡是否移动?若各成分的百分含量发生变化,平衡是否移动?【提示】(1)v正=v逆或各组分的浓度不变。
(2)若v正与v逆同时改变,但v正′=v逆′,则平衡不移动;若v正′≠v逆′,则平衡移动;但只要各成分的百分含量变,则平衡一定发生移动。
●教学流程设计课前预习安排:(1)看教材P26页,完成【课前自主导学】中的“知识1”,并完成【思考交流1】;(2)看教材P27~28页,完成【课前自主导学】中的“知识2”,并完成【思考交流2】。
⇒步骤1:导入新课、分析本课时的教材地位。
⇒步骤2:建议对【思考交流】多提问几个学生,使80%以上的学生能掌握该内容,以利于下一步对该重点知识的探究。
⇓步骤5:在老师指导下学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、2、3三题,验证学生对“外界条件对化学平衡的影响”的掌握情况。
⇐步骤4:教师通过【例1】和教材P27~P28页的讲解,对探究一进行总结。
⇐步骤3:师生互动完成“探究1、外界条件对化学平衡的影响”可利用【问题导思】所设置的问题,由浅入深地进行师生互动。
步骤6:师生互动完成探究2“化学平衡图像问题的解法”,可利用【问题导思】所设置的问题,师生互动。
可利用【教师备课资源】为您提供的例题拓展学生的思路。
化学平衡的移动【学习目标】1、通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响;2、能利用相关理论解释外界条件对平衡移动的影响。
【要点梳理】要点一、化学平衡移动【高清课堂:反应之事合久必分分久必合-化学平衡移动】1.定义。
化学平衡研究的对象是可逆反应,化学平衡是有条件的动态平衡,在一定条件下才能保持平衡状态,当影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度)改变时,原平衡就会被破坏,反应混合物里各组分的含量会随之改变,引起v 正≠v 逆,然后在新条件下重新建立平衡。
这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。
2.原因。
化学平衡移动的原因是反应条件的改变,移动的结果是正、逆反应速率发生变化,平衡混合物中各组分的含量发生相应的变化。
3.标志。
(1)从反应速率来看:如有v 正=v 逆,到v 正≠v 逆,再到v 正'=v 逆',有这样的过程表明化学平衡发生了移动。
(2)从混合物组成来看:各组分的含量从保持一定到条件改变时含量发生变化,最后在新条件下各组分的含量保持新的一定,同样表明化学平衡发生了移动。
4.方向。
平衡移动的方向由v (正)、v (逆)的相对大小来决定:(1)若外界条件的改变引起v (正)>v (逆),则化学平衡将向正反应方向(或向右)移动。
(2)若外界条件的改变引起v (正)<v (逆),则化学平衡将向逆反应方向(或向左)移动。
(3)若外界条件的改变虽引起v (正)和v (逆)的变化,但v (正)和v (逆)仍保持相等,则称化学平衡不发生移动(或没有被破坏)。
要点诠释:平衡移动过程可表示为:一定条件下的化学平衡−−−−→条件改变平衡被破坏−−−−−→一定时间后新条件下的新化学平衡 v (正)=v (逆) v (正)≠v (逆) v '(正)=v '(逆)各组分的含量保持不变→各组分的含量不断变化→各组分的含量又保持不变要点二、外界条件对化学平衡的影响【高清课堂:反应之事合久必分分久必合-化学平衡移动】1.浓度对化学平衡的影响。
(1)规律:其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使化学平衡向着正反应的方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使化学平衡向着逆反应的方向移动。
(2)解释:由浓度对化学反应速率的影响可知,增大反应物浓度使v (正)增大,减小生成物浓度使v (逆)减小,这两种变化均导致v (正)>v (逆),因此平衡向正反应方向移动;同理,减小反应物浓度使v (正)减小,增大生成物浓度使v (逆)增大,这两种变化均导致v (正)<v (逆),因此平衡向逆反应方向移动。
要点诠释:也可用平衡常数(K c )和浓度商(Q c )的相对大小解释。
温度一定时,反应的平衡常数是一个定值。
对于一个已达到化学平衡状态的反应,反应物浓度增大或生成物浓度减小时,Q c <K c 平衡状态被破坏,此时,只有增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,平衡向消耗反应物的方向移动,即平衡右移才能使Q c =K c ,使反应达到新的平衡状态;反之,减小反应物浓度或增大生成物浓度,则Q c>K c,化学平衡向消耗生成物的方向移动,即平衡左移才能使反应达到新的平衡状态。
温度一定时,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使平衡向右移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向左移动。
(3)图像分析(v-t图像)。
浓度对化学平衡的影响,可用如图所示的v-t图像予以说明。
【高清课堂:反应之事合久必分分久必合-化学平衡移动】2.压强对化学平衡的影响。
(1)规律:在其他条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。
(2)解释:要点诠释:①无气态物质存在的化学平衡,由于改变压强不能改变化学反应速率,所以改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。
②如2HI (g)H2 (g)+I2 (g),3Fe (s)+4H2O (g)4H2 (g)+Fe3O4 (s)等可逆反应,由于反应前后气体体积不变,改变压强后,正、逆反应速率同时、同程度地改变,因此增大或减小压强不能使其化学平衡发生移动。
③在容积不变的密闭容器中,气体反应已达到平衡,若向该容器中充入一种不参与该化学反应的气体,化学平衡不移动,原因是气态反应物、生成物的浓度未变化。
例如可逆反应2SO2 (g)+O2 (g)2SO3 (g),达到平衡后,在温度和气体体积不变的条件下充入Ar,因c (SO2)、c (O2)、c (SO3)均未发生变化,故化学平衡不移动。
④在容积可变的恒压容器中,充入一种不参与反应的气体,此时虽然总压强不变,但各气态物质的浓度发生改变。
则化学平衡发生移动。
【高清课堂:反应之事合久必分分久必合-化学平衡移动】3.温度对平衡的影响。
(1)规律:在其他条件不变的情况下,升高温度,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;降低温度,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
(2)解释:升高温度,正、逆反应速率均增大,但吸热反应的速率增大的程度更大,使v(吸)>v(放),因此平衡向吸热反应方向移动;降低温度,正、逆反应速率均减小,但吸热反应的速率减小的程度更大,使v(吸)<v (放),因此平衡向放热反应方向移动。
(3)图像分析:要点诠释:(1)任何化学反应都伴随着能量变化,因此,温度变化时任何化学平衡都会发生移动。
(2)一个反应的正反应是放热反应,则其逆反应一定是吸热反应,且放出或吸收的热量相同,但符号相反。
(3)在v-t图像中,速率曲线都是突变的,t2时刻反应速率因为温度的变化而突然增大或减小。
(4)在分析温度对化学平衡的影响时,首先应分析反应的特点,看正(逆)反应是放热反应还是吸热反应。
【高清课堂:反应之事合久必分分久必合-化学平衡移动】4.催化剂对化学平衡的影响。
使用催化剂不影响化学平衡的移动。
由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的程度是等同的,所以平衡不移动。
但应注意,虽然催化剂不使化学平衡移动,但使用催化剂可影响可逆反应达到平衡的时间。
下图是使用催化剂对反应aA (g)+bB (g)cC (g)+dD (g) ΔH<0的影响的图像。
【高清课堂:反应之事合久必分分久必合-化学平衡移动】5.勒夏特列原理。
浓度、压强和温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动原理(也叫勒夏特列原理):如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。
要点诠释:(1)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”,具体有如下理解。
a.若将体系温度从50℃升高到80℃,则化学平衡向吸热方向移动,则体系的温度降低,达到新的平衡状态时50℃<t<80℃。
b.若对体系N2 (g)+3H2 (g)2NH3 (g)加压,例如从30 MPa加压到60 MPa,化学平衡向气体体积减小的方向移动,移动的结果使体系的压强减小,达到新的平衡时30 MPa<p<60 MPa。
c.若增大平衡体系Fe3++3SCN-Fe(SCN)3中Fe3+的浓度,例如由0.01 mol·L-1增加到0.02mol·L-1,则在新平衡状态下,0.01 mol·L-1<c (Fe3+)<0.02 mol·L-1。
(2)勒夏特列原理只适用于判断“改变一个条件”时,平衡移动的方向。
若同时改变影响平衡移动的几个条件,不能简单地根据移动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,才能根据平衡移动原理进行判断。
(3)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系,对不可逆反应或未达到平衡的可逆反应均不能使用勒夏特列原理。
此外勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等)都适用。
要点三、化学平衡中的几种处理方法1.“极限思维法”在平衡中的应用。
任何可逆反应均可以看成完全不反应和完全反应的中间状态。
我们在求某一物质在平衡状态的浓度取值范围时,常采用极限思维法,让正反应(或逆反应)完全进行,可以求得其取值范围。
2.“虚拟法”在平衡中的应用。
任何一个可逆反应体系,在相同条件下从不同的状态开始,只要达到平衡时的条件(温度、压强、浓度)完全相同,就可以形成等效平衡。
我们在解题中若遇到将两个状态进行比较这类问题时,可以“虚拟”一个中间过程,如一个容器、一个隔板等,然后再进行比较。
3.守恒思维法。
在任何反应中,均存在某些守恒关系,在化学平衡中有时运用这些守恒关系能够很快得出正确答案。
【典型例题】类型一、化学平衡移动的含义及标志例1、在一密闭容器中,反应mA (g)+nB (g)pC (g),达到平衡时,测得c (A)为0.5 mol·L-1;在温度不变的条件下,将容器体积扩大一倍,当达到平衡时,测得c'(A)为0.3 mol·L-1。
则下列判断正确的是()。
A.化学计量数:m+n>p B.平衡向正反应方向移动了C.物质B的转化率减小了 D.物质C的质量分数增加了【思路点拨】根据本题题意,将容器体积扩大一倍,即体系的压强立即变为原来的一半,各物质的浓度也变为原来的一半。
从压强的变化分析解答该题即可。
【答案】A、C【解析】假设体积变为原来的2倍后平衡不移动,那么A、B、C的浓度都应该为原来的0.5倍,而现在题中已知c'(A)为0.3 mol·L-1,也就是说A的浓度比原来的0.5倍要大,那么只能是平衡向左移动了,以此为突破点,正确选项A、C就可以分析出来。
【总结升华】本题是判断平衡移动的问题。
判断平衡移动的关键是看通过改变条件是否使体系中的v(正)≠v(逆),如果v(正)≠v(逆)平衡就会发生移动。
另外还要注意所改变的条件是否对反应速率产生影响。
举一反三:【变式1】已建立平衡的可逆反应A+B3C,改变条件使平衡向正反应方向移动,下列判断正确的是()。
A.生成物的百分含量一定增大 B.生成物的产量一定增加C.反应物的转化率都增大 D.生成物的浓度一定增大【答案】B类型二、外界条件对化学平衡的影响例2、在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX (g)nY (g) ΔH=Q kJ/mol。
A.m>nB.Q<0C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动【思路点拨】对于此类多变量问题的分析,建议先固定一个量以便分析另一个变量,比如先分析100℃时体积因素引起的变化,再分析Y的体积为1时各温度引起的变化。
【答案】C【解析】由表知,体积不变升高温度,c (Y)增大,平衡右移,因升高温度,平衡向吸热方向移动,说明正反应为吸热反应,Q>0,B、D错;温度不变,容器体积增大,即由l L变为2 L,若平衡不移动,此时c (Y)应减小为原来的一半,现c (Y)比原来的一半大,即减小压强,平衡向右移动,向气体体积增大的方向移动,所以m<n,A错;因为m<n,增大压强,平衡向左移动,所以Y的质量分数减少,故C正确。