影响化学平衡的条件.docx
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影响化学平衡的条件
第三节影响化学平衡的条件
教学目标：
1、使学生理解浓度、温度、压强等条件对化学平衡的影响。
2、使学生理解平衡移动原理，学会利用平衡移动原理判断平衡移动的方向。
3、使学生学会利用速率——时间图来表示平衡移动过程，培养学生识图、析图能力。
教学重点：
浓度、压强、温度对化学平衡的影响。
教学难点：
1、平衡移动原理的应用。
2、平衡移动过程的速率——时间图。
课时安排：
3课时
教学方法：
1、通过演示实验，启发学生总结，归纳出浓度、温度等条件对化学平衡的影响。
2、通过外界条件对速率的影响理论的复习，从理论上使学生认识平衡移动规律。
3、通过典型例题和练习，使学生进一步理解并掌握勒夏特列原理。
实验用品：
1mol/l的FeCl3溶液、1mol/L的KSCN溶液、2mol/l的NaOH溶液、蒸馏水、冷水、热水、NO2气体、大试管、小试管（3支）、烧杯
教学过程：
第一课时
（复习引入新课）
[师]在上节课我们学习了化学平衡，它的研究对象是可逆反应。
可逆反应进行的最终结果是什么？
[生]达到化学平衡状态。
[问]化学平衡状态有哪些特点？
[生]1、同种物质的正反应速率等于逆反应速率；2、各组分的浓度保持不变；
3、动态平衡。
[问]可逆反应达到平衡后，若外界条件的改变引起正、逆反应速率不相等，那么此平衡状态还能维持下去吗？
[生]不能。
[师]对。
此时原平衡将被破坏，反应继续下去，直到再次达到平衡。
这种旧的化学平衡被破坏，新的化学平衡建立的过程，叫做化学平衡的移动。
我们学习化学平衡，并不是使某种可逆反应保持原有的平衡状态，而是为了利用外界条件的改变，使化学平衡向有利的方向移动。
这节课我们就学习影响化学平衡的条件。
[板书]第三节影响化学平衡的条件
一、浓度对化学平衡的影响
[问]影响化学反应速率的外界条件有哪些？
[生]浓度、压强、温度、催化剂
[师]反应物浓度的改变能引起反应速率的改变，那么能否引起化学平衡引动呢？
下面我们来通过具体实验来说明这个问题。
[演示实验2——3]第一步教师分别举起0.01mol/lFeCl3溶液和0.01mol/lKSCN（硫氰化钾）溶液的试剂瓶。
请同学们观察颜色
[生]FeCl3溶液呈黄色，KSCN溶液呈无色。
[师]第二步：
在一个小烧杯里混合10ml0.01mol/lFeCl3溶液和10ml0.01mol/lKSCN溶液，问学生看到了什么现象？
[生]溶液立即变成血红色。
[师]生成了血红色的溶液说明它们发生了反应，生成了一种叫硫氰化铁的物质。
这是一个可逆反应。
[板书]FeCl3+3KSCN
Fe（SCN）3+KCl
把该红色溶液稀释后平均分入3支小试管中（大试管中留少量溶液用于比较颜色变化）。
在第一支试管中加入少量1mol’lFeCl3溶液，在第二支试管中加入少量1mol/lKSCN溶液。
观察颜色变化。
[问]有何变化？
这说明什么问题？
由此我们可以得到什么结论？
[启发]红色的深浅由谁的多少决定/
[学生讨论并总结]红色加深是因为生成更多的Fe（SCN）3，这说明增大反应物浓度，会使化学平衡向正反应方向移动。
[设问]如果我们在稀释后的溶液中加入NaOH溶液，又会有什么现象？
（第四步）在第三支小试管中滴加NaOH溶液。
[生]有红褐色沉淀生成，溶液颜色变浅。
[师]红褐色沉淀是由Fe3+与OH-结合生成的。
那么，溶液颜色变浅又如何解释？
[生]生成沉淀使Fe3+浓度降低，化学平衡逆向移动，Fe（SCN）3浓度降低，红色变浅。
[师]通过实验，我们可以得出这样的结论：
增大反应物的浓度使化学平衡正向移动，减小反应物浓度化学平衡逆向移动。
那么，增大或减小生成物浓度，平衡将如何移动？
[生]增大生成物浓度，化学平衡逆向移动；减小生成物浓度，化学平衡正向移动。
[板书]1、结论：
在其它条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，都使化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，都使化学平衡向逆反应方向移动。
[问]浓度对化学平衡的影响如何从浓度对速率的影响来解释？
[师]一个可逆反应达平衡时，对于同一反应物或生成物，正反应速率等于逆反应速率，即消耗速率等于生成速率，那么，增大某一反应物的浓度的瞬间，正反应速率和逆反应速率如何变化？
还是否相等？
逆反应速率的大小取决于那种物质浓度的大小？
[生]生成物浓度的大小。
[师]在增大Fe3+浓度的瞬间，Fe（SCN）3浓度和SCN-浓度不变，所以Fe3+的生成速率不变，但Fe3+浓度的增大会使Fe3+的消耗速率瞬间增大，导致正反应速率大与逆反应速率，平衡发生移动。
在平衡移动的过程中，生成物浓度逐渐增大，使逆反应速率逐渐增大，反应物逐渐减小，使正反应速率逐渐减小，直至正反应速率再次等于逆反应速率，达到新的平衡状态。
[板书]2、浓度改变速率改变
3、速率—时间图
多媒体课件播放速率——时间图，学生观看。
[分组讨论]以上平衡移动的速率——时间图象有何特点？
1改变反应物的浓度，只能使正反应速率瞬间正大或减小，改变生成物的浓度，只能使逆反应速率瞬间增大或减小。
2只要正反应速率在上面，即V正’〉V逆’。
化学平衡一定向正反应方向移动。
3只要是增大浓度，不论增大反应物浓度，还是增大生成物浓度，新平衡状态下的反应速率一定大与原平衡状态；减小浓度，新平衡条件下的速率一定小于原平衡状态。
[练习]1、可逆反应H2O（g）+C（s）
CO（g）+H2（g）在一定条件下达平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？
CO浓度有何变化？
①增大水蒸气浓度②加入更多的碳③增加H2浓度
答案：
①平衡正向移动，CO浓度增大②平衡不移动，CO浓度不变③平衡逆向移动，CO浓度减小
[问]加入更多的碳为什么平衡不移动？
[生]因为增加碳的用量并不能改变其浓度，不能改变反应速率。
[师]对。
增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以V正仍等于V逆，平衡不移动。
以上我们讨论了改变反应物浓度时，平衡移动的方向问题，那么改变反应物浓度时，各反应物转化率有何变化？
[练习]2、500℃时，在密闭容器中进行下列反应：
H2O（g）+CO（g）
CO2（g）+H2（g），起始只放入CO和水蒸气，其浓度均为4mol/l，平衡时，CO和水蒸气均为1mol/l，达平衡后将水蒸气浓度增至3mol/l，两次平衡状态下的H2O（g）和CO转化率（温度不变）如何变化？
结论：
增大一种反应物的浓度，会提高另一种反应物的转化率，而本身转化率降低。
第二课时
[引言]从上节课的学习我们知道，改变一种反应物或生成物的浓度，可以引起平衡移动。
那么，压强、温度的改变是否也能引起平衡的移动？
我们这节课来研究这些问题。
[师]对于有气体参加的反应来说，当其它条件不变时，增大压强，对化学反应速率有何影响？
[生]反应速率增大
[问]对于任何一个反应，增大压强都会引起速率增大吗？
[生]对没有气体参加或生成的反应无影响。
[师]对。
增大压强时，几乎不能改变固体或液体的浓度，因此，对于反应体系无气体的反应，不会改变速率。
如果该反应已经达平衡，改变压强也不会引起平衡移动。
那么，对于体系有气体的反应，是否一定引起平衡移动呢？
下面我们来看两个反应。
[投影]①N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）②2HI（g）
H2（g）+I2（g）
[师]请同学们阅读课本内容，分析增大压强平衡是否移动？
[生]阅读后得出结论；第一个反应平衡向正反应方向移动。
第二个平衡不移动。
[师]结论很正确。
那么，什么样的反应改变压强平衡移动？
什么样的反应平衡不移动？
上面两个反应有什么特点？
[生]第一个正反应是气体体积缩小的反应，第二个反应前后气体体积不变。
[板书]1、结论；对于体系有气体，且反应前后体积有变化的可逆反应，增大压强，使化学平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，使化学平衡向气体体积增大的方向移动；对于反应前后气体体积无变化的反应，改变压强化学平衡不移动。
[板书]2、速率——时间图
[师]请大家根据得出的结论，做下面的练习题。
[投影练习]下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否移动？
若移动，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）
答案：
①正向移动②不移动③逆向移动④逆向移动⑤不移动
[问]对于反应②和⑤，增大压强时，平衡虽然没有移动，但正、逆反应速率有无变化？
[生]有变化。
均增大
[师]增大倍数是否相同？
[生]相同。
[问]对于反应①,增大压强的瞬间,正、逆放反应速率均增大，但增大的倍数不同，正反应速率增大的倍数大于逆反应速率增大的倍数；对于反应③，增大压强时，正、逆反应速率均增大，逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数。
[过渡]从上面的分析可知，改变一种反应物或生成物的浓度，一定会引起平衡移动，而改变压强却不一定能引起平衡移动。
若改变温度是否会引起平衡移动呢？
下面我们通过实验来得出结论。
[板书]三、温度对化学平衡的影响
[师]通常情况下，没有纯净的红棕色气体，而是与无色的N2O4共存，在NO2气体中存在下列平衡
[板书]2NO2（g）
N2O4（g）（正反应为放热反应）
[讲述]一个可逆反应，正反应为放热反应，逆反应必为吸热反应，对于该反应，在升高或降低温度时，如果平衡向正反应方向移动，我们会看到什么现象？
[生]混合气体颜色变浅。
[师]如果平衡向逆反应方向移动呢？
[生]混合气体颜色变深。
[演示实验]把装有NO2和N2O4混合气体的联体烧瓶分别放入盛热水和冷水的烧杯中，大家注意观察颜色变化。
[生]热水中的烧瓶气体颜色变深，而冷水中的烧瓶气体颜色变浅。
[问]由此我们可以得出什么结论？
（学生回答）
[板书]1、结论：
在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热方向移动；降低温度，化学平衡向放热方向移动。
[师]升高温度，正反应速率和逆反应速率均会增大，但从化学平衡的角度来看，谁增大的幅度更大一些？
[生]逆反应速率
[问]降低温度，谁速率降低幅度更大？
[生]逆反应速率
[师]请大家根据改变温度时，正、逆反应速率的变化，画出正反应为放热反应和正反应为吸热反应两种情况下，升高和降低温度时，平衡移动过程的速率——时间图。
[板书]2、时间——速率图
[讲述]我们知道，影响化学反应速率的因素除浓度、压强、温度外，还有催化剂，但大量实验事实证明，催化剂只能同等程度地加快正、逆反应速率，缩短达到平衡所用的时间，却不能改变平衡移动。
[投影练习]
1、对于任何一个平衡体系，采取以下措施一定会引起平衡移动的是（）
A、加入一种反应物B、增加体系的压强
C、升高温度D、使用催化剂
2、在高温下，反应2HBr（g）
H2（g）+Br2（g）（正反应为吸热反应）达平衡时，要使混合气体颜色加深，可采取的方法是（）
A、减小压强B、缩小体积C、升高温度D、增大H2的浓度
3、一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应：
mA（g）+nB（g）
PC（g）,达平衡后，温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新的平衡时，C的浓度为原来的1.8倍，则下列说法正确的是（）
A、m+n>pB、A的转化率降低
C、平衡向正反应方向移动D、C的体积分数增加。
答案1、C2、BC3、B
第三课时
[复习引入新课]前两节课我们学习了外界条件对化学平衡的影响，哪些条件的改变能引起平衡移动？
[生]有浓度、压强、温度。
[问]这些条件的改变时，平衡是如何移动的？
请大家根据前面所学的知识填写
下表
[投影]
影响化学平衡的条件
化学平衡移动方向
平衡移动的结果
浓增大反应物浓度
度减小生成物浓度
减小反应物浓度
增大生成物浓度
压增大压强
强减小压强
温升高温度
度降低温度
（学生回答并填写图表）
影响化学平衡的条件
化学平衡移动方向
平衡移动的结果
浓增大反应物浓度
向正反应方向移动
使反应物浓度减小
度减小生成物浓度
向正反应方向移动
使生成物浓度增大
减小反应物浓度
向逆反应方向移动
使反应物浓度增大
增大生成物浓度
向逆反应方向移动
使生成物浓度减小
压增大压强
向气体体积缩小方向移动
使压强减小
强减小压强
向气体体积增大方向移动
使压强增大
温升高温度
向吸热方向移动
使温度降低
度降低温度
向放热方向移动
使温度升高
[讲解]从上表我们可以看出，增大反应物浓度时，反应体系会通过平衡移动使反应物浓度减少，减小反应物浓度，会通过平衡移动使反应物浓度增大；增大压强或升高温度时，会使通过平衡移动使体系压强减小或温度降低；而减小压强或降低温度时，又会通过平衡移动使体系压强增大或温度升高。
由此可见，化学平衡有自我调节能力，总是保持原状态。
这种现象和物理上的什么现象有点相似？
[生]惯性。
[师]对。
惯性定理告诉我们，物体保持原来运动状态的性质，化学反应也可以看作一种特殊物质的运动状态，外界条件改变时，化学平衡也力求保持原状态。
化学平衡移动有点象生物上讲的“自我调节”作用，可见化学、生物、物理这些自然学科之间是有联系的，学好物理和生物，对学好化学很有帮助。
法国科学家勒夏特列把化学上的这种“自我调节”作用概括为平衡移动原理。
后人为了纪念这位科学家，把这个原理叫做勒夏特列原理。
（学生阅读课本）
[板书]如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
[师]勒夏特列原理可以来判断平衡移动的方向，但也不是所有与平衡有关的问题都可以用勒夏特列原理来解释，因此我们必须了解该原理的适用范围和适用条件
[板书]1、适用范围：
已达平衡的可逆反应
[讲解]该原理是平衡移动原理，一个反应只有达到化学平衡时，才能谈及平衡移动。
如对于一个从反应物刚开始的反应，增大压强反应总是向正反应方向进行，而不服从此原理。
[问]对于一个已达平衡的可逆反应，如N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）（正反应为放热反应），如果既增大压强，又升高温度，能不能用勒夏特列原理判断出平衡究竟向哪个方向移动？
[生]不能
[问]使用催化剂时，能不能用该原理判断平衡移动方向？
为什么？
[生]不能。
因为催化剂不能引起平衡移动。
[师]由此可见，在运用该原理解释平衡移动问题时，还要注意它的适用条件。
[板书]2、适用条件：
一个能影响化学平衡的外界条件的变化。
3平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不能消除外界条件的影响。
[讲解]对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，如2HBr（g）
H2（g）+Br2（g），改变压强时，由于正向移动或逆向移动均不能减弱压强的改变，因此，压强对它来说无影响，平衡不移动。
对于加水稀释的，平衡是否移动？
对于气体反应来说，增大压强时，各种气体浓度同时增大相同倍数，单位体积内分子数如何变化？
[生]增大相同的倍数。
[师]此时，平衡将向气体体积减小的方向移动，即气体总分子数减小的方向移动。
对于平衡体系加水稀释时，各离子浓度均减小相同的倍数，即单位体积内粒子数减小，平衡向粒子数增加的方向移动。
可见，并不违背勒夏特列原理，勒夏特列原理适用于所有的动态平衡。
并且它还适用于广泛的工农业生产，人民根据该原理选择适宜的条件，使化学反应能获得较高的产量，大大提高了工业生产效益。
因而，前边提到的工程师试图加高高炉高度，以增加CO与矿石的接触时间来减少高炉气中CO的含量的做法，不符和此原理。
下面，我们来做一些练习题。
[投影]在某温度时，A+B
2C的反应达到了平衡。
1、平衡时容器中A、B、C的物质的量分别为1mol、2mol和3mol，则开始时，加入的A和B的物质的量分别是________和________,A和B的转化率之比是________________。
2、若A为气态，增加压强，A的平衡浓度增大，C一定是__________态。
B一定不是_________态，可能是_________态或________态。
如果增加或减少B的量，C和A在平衡时质量分数都不发生明显变化，则B应是_______态。
3、达到平衡后再加入催化剂，则V（正）______，V（逆）________，V（正）和V（逆）的关系是V（正）______V（逆）
[板书设计]
第三节影响化学平衡的条件
一、浓度对化学平衡的影响
1、规律：
其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，都使化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，都使化学平衡向逆反应方向移动。
2、浓度改变速率改变
3、速率时间图
二、压强对平衡的影响
1、规律：
对于体系有气体，反应前后气体体积有变化的可逆反应，增大压强，使化学平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，使化学平衡气体体积增大的方向移动；对于反应前后无变化的反应，改变压强平衡不移动。
2、速率时间图
三、温度对化学平衡的影响
1、规律：
在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热方向移动；降低温度，化学平衡向放热方向移动。
2、速率时间图
四、勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
1、适用范围：
已达平衡方向的可逆反应
2、适用条件：
一个能影响化学平衡的外界条件的变化
3、平衡移动的结果是减弱外界条件的影响，而不是消除外界条件的影响
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