人教新课标化学选修4导学案 23 化学平衡 第二课时.docx
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人教新课标化学选修4导学案23化学平衡第二课时
2.3化学平衡第2课时影响化学平衡状态的因素学案(人教版选修4)
[学习目标] 1.理解化学平衡状态移动的含义。
2.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。
3.学会应用勒夏特列原理判断平衡移动的方向。
4.学会应用图像解决平衡移动的问题。
[重点·难点] 重点:
外界条件对化学平衡的影响。
难点:
勒夏特列原理的理解与应用。
1.化学平衡的移动
(1)含义
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________、________、______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________,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
(3)可确认发生了化学平衡移动的是( )
A.化学反应速率发生了改变
B.有气态物质参加的可逆反应达到平衡后,改变了压强
C.某一条件的改变,使正、逆反应速率不再相等
D.可逆反应达到平衡,使用了催化剂
2.化学平衡状态的影响因素
(1)浓度对化学平衡的影响
[实验探究]实验Ⅰ:
已知在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:
实验步骤
实验现象
溶液颜色由____色变为____色
溶液颜色由__色变为__色
结论
c(H+)增大,平衡向________方向移动,__色加深
c(OH-)增大,使________变小,平衡向________方向移动,__色加深
实验Ⅱ:
Fe3++3SCN-
实验
(1)
步骤
实验现象
①溶液__色加深
②溶液__色加深
实验步骤
向试管①中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液
向试管②中滴加0.01mol·L-1NaOH溶液
实验现象
溶液________,产生________
溶液______,产生________
结论
分别增大c(Fe3+)和c(SCN-)后,化学平衡均向________方向移动;滴加NaOH溶液,由于Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,减小了c(Fe3+),即化学平衡向________方向移动
基本规律
________反应物浓度或______生成物浓度,平衡向正反应方向移动;________反应物浓度或________生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。
(2)温度对化学平衡的影响
[实验探究]已知化学反应:
ΔH=-56.9kJ·mol-1
实验
装置
实验
现象
热水中混合气体受热,红棕色____;冰水中混合气体冷却,红棕色____
实验
结论
混合气体受热颜色____,说明________增大,即平衡向________________方向移动;混合气体被冷却时颜色________,说明________减小,即平衡向________________方向移动
基本规律
其他条件不变时,升高温度,平衡向着________方向移动;降低温度,平衡向着________方向移动。
(3)压强对化学平衡的影响
其他条件不变时,对于有气体参加的反应,增大压强,会使平衡向着气体_______的方向移动;减小压强,会使平衡向着气体________________的方向移动。
但是压强改变,对于有气体参与而反应前后气态物质系数不变的反应来说,平衡不移动。
4)催化剂对化学平衡的影响
由于催化剂能够________________地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡的移动__________,即催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成,但是使用催化剂能改变反应达到平衡所需的________。
3.勒夏特列原理
如果改变影响平衡的条件之一(如______、________以及参加反应的化学物质的________),平衡将向着________________的方向移动。
一、外界条件的改变对化学平衡的影响
以mA(g)+nB(g)
pC(g) ΔH<0 (m+n
条件变化
速率变化
移动方向
速率变化曲线
增大c(A)或
c(B)
v正____,v逆
v正__v逆
____方向
减小c(A)或
c(B)
v正____,v逆
v正__v逆
______方向
增大c(C)
v逆___,v逆
v逆__v正
______方向
减小c(C)
v逆___,v逆
v正__v逆
______方向
增大压强或升
高温度
v正、v逆均______,
v逆__v正
____方向
减小压强或降
低温度
v正、v逆均______,
v正__v逆
______方向
充入不参
与反应的
气体
体积不变时,
v正、v逆均____
________
加催化剂
v正、v逆
均____,
v正__v逆
不移动
思考:
某一可逆反应,一定条件下达到了平衡,若化学反应速率改变,化学平衡是否一定发生移动?
若平衡发生移动,化学反应速率是否一定发生改变?
典例1
在一体积可变的密闭容器中,加入一定量X、Y,发生反应mX(g)
nY(g) ΔH=QkJ·mol-1。
反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
1
2
4
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.90
0.63
300
1.30
1.00
0.70
下列说法正确的是( )
A.m>nB.Q<0
C.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
变式训练1
对已达化学平衡的下列反应2X(g)+Y(g)
2Z(g)减小压强时,对反应产生的影响是( )
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
二、平衡移动原理(勒夏特列原理)
1.学习勒夏特列原理应注意以下问题:
(1)研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应。
(2)只适用改变影响平衡的一个条件。
(3)平衡移动的结果是只“______”改变而不“________”改变。
2.运用勒夏特列原理能否判断建立新平衡所需要的时间?
典例2
下列反应达到化学平衡后,加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是( )
A.2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0
B.C(s)+CO2(g)
2CO(g) ΔH>0
C.N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0
D.H2S(g)
H2(g)+S(s) ΔH>0
\
变式训练2
下列颜色的变化不能用勒夏特列原理解释的是( )
①红棕色NO2加压后颜色先变深,后逐渐变浅 ②在H2、I2和HI组成的平衡体系加压后,混合气体颜色变深 ③eCl3溶液加入铁粉后颜色变浅 ④FeCl3和KSCN的混合溶液中加入无色KSCN溶液,颜色变深
A.①④B.②③C.③④D.①②
三、化学平衡图象题的分析
对于化学反应速率和化学平衡的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:
①认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理挂钩。
②紧扣可逆反应的特征,搞清正反应方向是吸还是放热,体积增大还是减小、不变,有无固体、纯液体物质参加或生成等。
③看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。
④看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。
⑤先拐先平。
例如,在转化率-时间图上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
⑥定一议二。
图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
1、浓度-时间图:
1)写出化学反应方程式:
2)求反应物的转化率:
1)写出化学反应方程式:
2)求反应物的转化率:
二、速度-时间图
引起平衡移动的因素是
平衡将向方向移动
引起平衡移动的因素是
平衡将向方向移动
已知对某一平衡改变温度时有如下图变化,则温度的变化是(升高或降低),平衡向反应方向移动,正反应是热反应。
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),改变压强时如图,则压强变化是(增大或减小),平衡向反应方向移动,m+n(>、<、=)p+q。
对反应A(g)+3B(s)
2C(g)+D(g)(正反应放热)有如下图所示的变化,请分析引起平衡移动的因素可能是
(1)
(2)
三、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图:
对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
正反应m+np+q
m+np+q正反应
m+np+q
正反应
四、某物质的转化率(或百分含量)-温度(或压强)图:
对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
A的转化率
T
正反应正反应
m+np+qm+np+q
五、其它:
对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
正反应正反应
正反应m+np+q
练习:
1、若对一正反应吸热的可逆反应平衡后降低温度,画出平衡移动过程中的v-t图
2、若对mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),已知m+n>p+q,平衡后降低压强时,画出相关的v–t图。
3、
对反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)有如下图所示的变化,请分析t1时的改变因素可能是什么?
4、
以mA(g)+nB(g)
qC(g);为例若增大压强,或升高温度,重新达到平衡v正、v逆变化如图,则
△H___0,m+n___q
5、
mA(g)+nB(g)
pC(g)ΔH=Q有如图所示的变化,则:
①p1与p2的关系是;
②m+n与p的关系是;
③T1与T2的关系是;
④Q与0的关系是。
6、对于反应2A(g)+B(g)
2C(g) ΔH<0,下列图象正确的是( )
A.①④B.②③C.①③D.②④
7、在某一容积可变的密闭容器中,可逆反应A(g)+B(g)
xC(g) ΔH,符合图象(Ⅰ)所示关系。
由此推断,对图象(Ⅱ)的说法不正确的是( )
A.p3>p4,Y轴表示A的转化率
B.p3>p4,Y轴表示B的质量分数
C.p3>p4,Y轴表示混合气体的密度
D.p3>p4,Y轴表示混合气体的平均相对分子质量
参考答案
课前准备区
1.
(1)浓度 温度 压强 相等
(3)C [本题考查了化学平衡移动的实质。
化学平衡移动的实质是正、逆反应速率不相等。
A中速率发生了改变,但可能正、逆反应速率同等程度的改变,使两者速率再次相等;对于气体体积相等的反应,压强的改变对正、逆反应速率的影响相同;D中催化剂同等程度地改变了正、逆反应速率。
]
2.
(1)实验Ⅰ:
黄 橙 橙 黄 逆反应 橙 c(H+) 正反应 黄 实验Ⅱ:
红 红 红色变浅 红褐色沉淀 红色变浅 红褐色沉淀 正反应 逆反应 基本规律:
增大 减小 减小 增大
(2)加深 变浅 加深 c(NO2) 吸热反应 变浅 c(NO2) 放热反应 吸热 放热
(3)体积减小 体积增大
(4)同等程度 无影响 时间
3.温度 压强 浓度 减弱这种改变
课堂活动区
一、
增大 > 正反应 减小 < 逆反应 增大 > 逆反应 减小 > 正反应 增大 > 逆反应 减小 > 正反应 不变 不移动 减小 减小 气体体积增大 加快 =
思考:
平衡不一定移动,若速率改变后,v正=v逆,平衡不移动,若v正≠v逆,则平衡发生移动。
若平衡发生移动,说明v正≠v逆,即化学反应速率一定发生改变。
典例1 C [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1L变为2L,若平衡不移动,此时c(Y)应减小为原来一半,现c(Y)比原来的一半大,即减压,平衡向右移动,向气体体积增大的方向移动,所以m]
变式训练1 C [本题考查了影响化学平衡的因素。
减小压强,体积增大,反应物和生成物的浓度均降低,则正、逆反应速率都减小,减小压强,平衡向体积增大的方向移动,即平衡向逆反应方向移动,则v逆>v正。
]
二、
1.(3)减弱 消除
2.不能。
建立新平衡所需的时间取决于反应速率的大小,而勒夏特列原理只能用来判断平衡移动的方向。
典例2 B [增大压强平衡向逆反应方向移动,即反应物中气体的计量数之和小于生成物中气体的计量数之和,据此可排除A、C、D项;降温平衡也向逆反应方向移动,则正反应为吸热反应,而B项恰为吸热反应,确定答案为B。
]
变式训练2 B
典例3 A [首先要知道该反应是气态物质系数减小的放热反应,此反应的平衡体系受压强的影响:
增大压强平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,B的含量减小,C的含量增大;升高温度,平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,B的含量增大,C的含量减小。
①图象表示B的含量随温度升高而增加,则符合此反应。
另外,从反应开始到建立平衡,温度越高,到达平衡的时间越短。
由于该反应是放热反应,建立平衡后,温度越高,B的含量就应越多。
同理推知④图象正确,符合上述平衡体系,②、③图象不符合题意。
]
变式训练3 B