课时2.5 影响化学平衡的因素-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义(人教版2019)
课时 2.5 影响化学平衡的因素
【学习目标】
1、通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学平衡状态的影响
2、学会用图示的方法表示在可逆反应中正逆反应速率随外界条件的变化,并分析平衡移动的方向
【主干知识梳理】
一、化学平衡移动
1、概念:在一定条件当可逆反应达到平衡状态后,如果浓度、压强、温度等反应条件改变,原来的平衡状态被
破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状
态的过程叫做化学平衡的移动
2、实质:改变条件后,① v正≠v逆,②各组分的百分含量发生改变
3、化学平衡移动的过程分析
【微点拨】新平衡与原平衡相比,平衡混合物中各组分的浓度(或质量)发生相应的变化
4、化学平衡移动方向的判断:化学平衡总往反应速率减小的方向移动
(1)若外界条件变化引起 v正>v逆:平衡向正反应方向移动
(2)若外界条件变化引起 v正<v逆:平衡向逆反应方向移动
(3)若外界条件变化引起 v正=v逆:旧平衡未被破坏,平衡不移动
二、外界条件对化学平衡的影响
1、浓度对化学平衡的影响
(1)实验探究浓度对化学平衡的影响
实验原理 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
浅黄色 无色 红色
实验过程
向盛有 5 mL 0.05 mol/L FeCl3溶液的试管中加入 0.015 mol/L KSCN 溶液,溶液呈红色。
将上述溶液平均分装在 a、b、c三支试管中,向试管 b中加入少量铁粉,向试管 c中滴
加4滴1 mol/L KSCN 溶液,观察试管 b、c中溶液颜色的变化,并均与试管 a对比
实验装置
实验现象 a试管中溶液呈红色,b试管溶液红色变浅,c试管中溶液红色变深
实验结论
增大 c(Fe3+)或c(SCN-)后,化学平衡均向正反应方向移动,Fe(SCN)3的浓度均增大,溶
液红色加深;滴加少量铁粉,由于 Fe+2Fe3+===3Fe2+,使 Fe3+的浓度减小,化学平衡
向逆反应方向移动,Fe(SCN)3的浓度减小,溶液红色变浅
(2)规律:在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,都可以使平衡向正反应方向移动 ;
增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆反应方向移动
【微点拨】
①由于纯固体或纯液体的浓度为常数,改变纯固体或纯液体的量并不会影响 v正 、v逆 的大小,所以化学平
衡不移动。如:反应 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)增加或移去一部分炭固体,化学平衡不移动
②在溶液中进行,如果稀释溶液(加水),反应物浓度减小,生成物浓度也减小,v正 减小,v逆 也减小,但减
小的程度不同,总的结果是使化学平衡向反应方程式有关化学计量系数之和大的方向移动
(3)从vt 图像认识浓度对平衡的影响
化学平衡 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
体系浓度变化 增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 减小反应物浓度
速率变化
v正瞬间增大,v逆
瞬间不变,v′正>v′
逆
v逆瞬间增大,v正
瞬间不变,v′逆>v′正
v逆瞬间减小,v正瞬
间不变,v′正>v′逆
v正瞬间减小,v逆
瞬间不变,v′逆>v′正
平衡移动方向 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动
vt
图象
【对点训练 1】
1、往 FeCl3溶液中滴加少量 KSCN 溶液,溶液呈红色,发生如下反应,下列说法中正确的是( )
FeCl3+3KSCN 3KCl+Fe(SCN)3
(棕黄色) (无色) (无色) (红色)
A.往上述溶液中滴入 Fe2(SO4)3溶液,溶液红色变浅
B.往上述溶液中滴入 NH4SCN 溶液,溶液红色不变
C.往上述溶液中加入铁粉,溶液红色加深
D.往上述溶液中滴入 NaOH 溶液,溶液红色变浅
2、对于密闭容器中进行的反应:2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),如果温度保持不变,下列说法中正确是( )
A.增加的 SO2浓度,正反应速率先增大,后保持不变 B.增加的 O2浓度,正反应速率逐渐增大
C.增加的 SO2浓度,逆反应速率先增大,后保持不变 D.增加的 O2浓度,逆反应速率逐渐增大
3、在水溶液中橙色的 Cr2O与黄色的 CrO 有下列平衡关系:Cr2O+H2O 2CrO+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。原因是_____________________________
(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,原因是___________________
(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____________
2、压强对化学平衡的影响
(1)实验探究压强对化学平衡的影响
实验原理 N2O4(g) 2NO2(g)(红棕色)
实验过程
用50 mL 注射器吸入 20 mL NO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于** Expression is
faulty **处),将细管端用橡胶塞封闭
把活塞拉到Ⅱ处,观察管内混合气体颜色的
变化(活塞Ⅰ处→Ⅱ处,压强减小)
把活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处,观察管内混合气
体颜色的变化(活塞Ⅱ处→Ⅰ处,压强增
大)
实验装置
实验现象 气体颜色先变浅,后变深,最终比原来浅 气体颜色先变深,后变浅,最终比原来深
实验结论 压强减小,体积增大时,c(NO2)减小后又增
大,平衡向右移动
压强增大,体积减小时,c(NO2)变大后又
减小,平衡向左移动
(2)规律:对于有气体参加的可逆反应,当达到平衡时,在其他条件不变的情况下,增大压强(减小容器的容积),
化学平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强(增大容器的容积),化学平衡向气体体积增大的方向移动。
反应后气体的总体积没有变化的可逆反应,增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动
【微点拨】压强改变只影响有气体参加或生成的可逆反应,对于只涉及固体或液体的反应,压强的影响不予考
虑
(3)从vt 图像认识压强对化学平衡的影响
化学平衡 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
计量关系 m+n>p+q m+n<p+q
压强变化 增压 减压 增压 减压
速率变化 v正、v逆同时增
大,v′正>v′逆
v正、v逆同 时 减
小,v′逆>v′正
v正、v逆同 时 增
大,v′逆>v′正
v正、v逆同时减小,v′
正>v′逆
平衡移动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动
vt
图象
化学平衡 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
计量关系 m+n=p+q
压强变化 增压 减压
速率变化 v正、v逆同时增大,但 v′正=v′逆v正、v逆同时减小,但 v′逆=v′正
平衡移动方向 不移动 不移动
vt
图象
【对点训练 2】
1、恒温下,反应:aX(g) bY(g)+cZ(g)达到平衡后,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,X的物
质的量浓度由 0.1 mol·L-1增大到 0.19 mol·L-1,下列判断正确的是( )
A.a>b+c B.a<b+c C.a=b+c D.a=b=c
2、在一密闭容器中,反应 aA(g) bB(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡
时,B的浓度是原来的 60%,则下列说法正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动了 B.物质 A的转化率减小了
C.物质 B的质量分数增大了 D.a>b
3、温度对化学平衡的影响
(1)实验探究温度对化学平衡的影响
实验原理 2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
红棕色 无色
实验过程 把和的混合气体通入两只连通的烧瓶,然后用弹簧夹夹住乳胶管;把一只烧瓶浸泡在热
水中,另一只浸泡在冰水中。观察混合气体颜色的变化
实验装置
实验现象 热水中混合气体颜色加深;冰水中混合气体颜色变浅
实验结论 混合气体受热颜色加深,说明NO2浓度增大,即平衡向逆反应方向移动;混合气体被冷
却时颜色变浅,说明NO2
浓度减小,即平衡向正反应方向移动
(2)规律:在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反应的方向移动;降低温度,化学平衡向放热
反应的方向移动
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