第二单元 化学反应的方向和限度主要内容及教案内容

第2课时

影响化学平衡移动的因素

【学习目标】1.通过实验等探究方式,讨论分析浓度、压强、温度影响平衡移动的规律。

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。

3.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;并能结合图像分析外界条件改变对化学平衡移动的影响。

【重点、难点】：影响化学平衡移动的因素,勒夏特列原理的理解;并能结合图像分析外界条件改变对化学平衡移动的影响。

【旧知回顾】1．(1)在一定条件下，把1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3，一段时间后达到平衡。在某一时刻，保持体积不变，充入N2，此时，c(N2)

，v正

，c(NH3)

，v逆

，随着反应的进行，c(N2)

，v正

，c(NH3)

，v逆

，最终

。

(2)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(正、逆反应速率不再相等)，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．(1)化学平衡移动可表示为

(2)化学平衡移动的方向判断

【新课探究】

探究点一

浓度对化学平衡移动的影响

1．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

Cr2O27(橙色)＋H2O－2 Cr2O27(橙色)＋2H

－＋

实验

结论

c(H+)增大,平衡向

__________方向移动

NaOH溶液使c(H+)变小,平衡向______ 方向移动

2.按表中实验要求完成实验，将有关实验现象及其结论填入表中：

原理

实验(1) 步骤

现象

实验(2) 步骤

现象

试管①中滴加0.01 mol·L1

NaOH－Fe3＋3SCN＋－Fe(SCN)3(红色)

试管②中滴加0.01 mol·L1

NaOH－溶液

对可逆反应Fe3＋3SCN＋－溶液

Fe(SCN)3，分别增大c(Fe3)和c(SCN)＋－实验

结论

后，Fe(SCN)3的浓度均增大了，即化学平衡均向

移动了；滴加NaOH溶液，由于3OH＋Fe3===Fe(OH)3↓，减小了Fe3的浓度，－＋＋Fe(SCN)3的浓度也减小了，即化学平衡向

移动了

注意：

●

影响规律：

①增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向_______ 方向移动;

②增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向_______ 方向移动。

●浓度影响化学平衡移动的实质

(1)增大反应物浓度,正反应速率立即增大,逆反应速率逐渐增大,此时v正大于v逆,向正反应方向进行,化学平衡正向移动,减小反应物浓度情况相反。

(2)改变固体或纯液体的量,由于浓度不变,化学平衡不移动。

例1 已知反应mA(g)＋nB(g)

pC(g)

ΔH<0，m＋n

回答下列问题：

(1)

上述各图中发生变化的条件是什么？

①

；

②

；

③

；

④

。

(2)上述各图中化学平衡移动方向如何？

注意：由以上四图可以得出结论：

●

改变反应物浓度瞬间，只能改变正反应速率，

改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率

●改变浓度瞬间，

若v(正)>v(逆)，平衡向正反应方向移动

若v(逆)>v(正)，平衡向逆反应方向移动

●新旧平衡速率比较：

增大浓度，新平衡速率大于旧平衡速率

减小浓度，新平衡速率小于旧平衡速率

例2 体积一定的恒温密闭容器中加入等物质的量的X、Y,进行如下可逆应:X(g)+ Y(g)

Z(g)+W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是

（

）

A.若继续充入X,平衡向正反应方向移动,Y的转化率增大

B.若继续充入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数减小

C.若移走部分W,平衡正向移动

D.平衡后移走X,上述反应的ΔH减小

[练习1] 1．在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡：2CrO24(黄色)＋2H－＋Cr2O27(橙色)＋H2O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

④H2O A．①③

B．②④

－＋－＋

C．①④

－

D．②③

－222．在水溶液中橙色的Cr2O27与黄色的CrO4有下列平衡关系：Cr2O7＋H2O2CrO24＋－2H，重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙黄色的。

(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈________色。因为_________________________。

(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀硫酸，则溶液呈______色，因为____________________。

(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡________(填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将______________。

探究点二

压强对化学平衡移动的影响

450℃时N2与H2反应生成NH3的实验数据

N2 （g）

+ 3H2 （g）压强/MPa NH3/% 1 2.0 5 9.2 10 16.4 30 35.5 60 53.6

2NH3

（g）

100 69.4 ＋6000C,

反应2SO3(g)

压强

/ MPa 0.1 2SO2(g)+O2(g)的实验数据

0.5 14.2 1.0 10.5 10 4.6 SO3的分解率/﹪

26.3

●

规律1：对于反应前后气体体积（n）有变化可逆反应

在其它条件不变的情况下：

增大压强，会使化学平衡向着气体体积

的方向移动；

减小压强，会使化学平衡向着气体体积

的方向移动。

●

原因：

1．在一定条件下，把2 mol NO2充入一密闭容器中，发生N2O4(g) 2NO2(g)的反应，一段时间后达到平衡。在某一时刻，使体积缩小，此时c(NO2)、c(N2O4)都

，所以v正、v逆也都

，但由于反应物浓度和生成物浓度增大的幅度不一样，所以v正、v逆增大的幅度也不一样，其中反应物浓度增大的幅度更大，致使v正

v逆，平衡向

方向移动，该反应的特点是正反应分子数增加，即正反应体积增加。

2．对于反应I2(g)＋H2(g) 2HI(g)，此反应的特点是

，即等体积反应，如改变压强(即压缩体积或扩大体积)，反应物浓度和生成物浓度都改变，但改变的幅度

，所以v正和v逆改变的幅度也

，致使v正

v逆，平衡不移动。

●

规律2：

(2)若为等体积反应

增大压强时，v正、v逆同等程度地增大；减小压强时，v正、v逆同等程度地减小，平衡均 移动。

思考1: 改变压强时对正、逆反应速率有怎么样影响? aA(g)+bB(g) cC(g)

若a+b=c，改变压强时对正、逆反应速率有怎么样影响? 思考2: 2NO2(气) N2O4(气) A：当加压气体体积缩小时，混和气体颜色先变深

，是由于① ，

后又逐渐变浅是由于

② ；但颜色比加压前的颜色要深，是由于③ 。

B：当减压气体体积增大时，混和气体颜色先变浅，是由于① ，后又逐渐变深是由于

② ；但颜色比减压前的颜色要浅，是由于

③ 。

思考3:在一定温度下的密闭容器中存在2NO2(气) N2O4(气)平衡，先保持容器容积不变，

充入Ar气以增大压强后，正逆反应速率将如何变化？平衡将如何移动？

思考4:在一定温度下的密闭容器中存在2NO2(气) N2O4(气)平衡，先保持容器压强不变，充入Ar气以增大压强后，正逆反应速率将如何变化？平衡将如何移动？

● 规律3：

“惰性气体”对化学平衡的影响

(1)恒温、恒容时,向达到平衡的反应体系充入不反应的“惰性气体”,总压强增大,但各组分浓度不变,化学平衡不移动; (2)恒温、恒压时,向达到平衡的反应体系充入不反应的“惰性气体”,总体积增大,各组分浓度减小,平衡向气体体积增大的方向移动。

例3 一定温度下,1 mol X和n mol Y在体积为2 L的密闭容器中发生反应X(g)+Y(g)2Z(g)+M(s),5 min后达到平衡,此时生成2a mol Z。下列说法正确的是 ( ) A.用X表示此反应的反应速率是(0.1-2a) mol·L·min

B.当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态

C.向平衡后的体系中加入1 mol M,平衡向逆反应方向移动

D.向上述平衡体系中再充入1 mol X,v正增大,v逆减小,平衡正向移动

[练习2] 1.下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否移动？向哪个方向移动？

①2NO(g) + O2(g)

②H2O(g) + CO(g) ③H2O(g) + C(s) ④CaCO3(s)

⑤H2S(g)

2NO2(g)

CO2(g) + H2(g)

CO(g) + H2(g) CaO(s) + CO2(g)

H2(g)

+

S(s) CO(g)＋H2(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到-1-12．一定温度下，反应C(s)＋H2O(g) 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．①②

B．②③

C．①④

D．③④

cZ(g)＋dW(g)，反应达到平衡后保持温3．在密闭容器中发生如下反应：aX(g)＋bY(g) 1度不变，将气体体积压缩到原来的，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡时的1.8倍。2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＋d

C．Z的体积分数增大

D．X的转化率下降

4．在具有活塞的密闭容器中，一定温度下的可逆反应：H2(g)＋I2(g) 将活塞外拉，则：

(1)容器内颜色__________；(2)容器内压强________；(3)逆反应速率________；(4)混合气体平均相对分子质量_____________________________。

探究点三

温度对化学平衡移动的影响

1．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

2HI(g)已达到平衡。

实验步骤

实验现象

实验结论

●

规律：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。

思考1: 改变温度时对正、逆反应速率有怎么样影响? mA(g)＋nB(g)

pC(g)

m＋n

(1)图①表示的温度变化是

，平衡移动方向是

。

(2)图②表示的温度变化是

，平衡移动方向是

。

(3)正反应是

热反应，逆反应是

热反应。

例4

在容积一定的密闭容器中,反应A(?)+B(g)

C(g)+D(g)达到平衡后,升高温度,容器内气体的密度增大,则下列说法正确的是

(

) A.正反应是放热反应

B.A不是气态物质,加入A该平衡向正反应方向移动

C.其他条件不变,降低温度该平衡向逆反应方向移动

D.改变压强对该平衡的移动无影响

[练习3] 1．如图所示，烧杯甲中盛放100 mL 6 mol·L1 HCl溶液，烧杯乙中盛放100 mL冷水，现向－烧杯甲的溶液中放入25 g

NaOH固体，同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体，搅拌使之溶解。

(1)A瓶中气体的颜色__________，简述理由：

______________________________ ________________________________________________________________________。

(2)B瓶中气体的颜色__________，简述理由：

_____________________________ ________________________________________________________________________。

2．对于①N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH<0

②2NH3(g)

N2(g)＋3H2(g)

ΔH>0 其中v－t图像为(1)反应①

t1时刻改变的条件为________________。t2时刻改变的条件为________________。

(2)反应②

t1时刻改变的条件为_________________。t2时刻改变的条件为_________________________。