影响化学平衡的因素.doc

一教学目标：1. 知识与技能 理解化学平衡移动的涵义； 理解浓度、压强对化学平衡的影响； 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. 过程与方法使学生经历探究“浓度对化学平衡影响”的过程，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力； 重视化学实验，充分发挥实验的作用；密切联系实际，理解理论的指导作用；正确理解化学平衡的概念，掌握浓度、压强对化学平衡的影响； 学会运用观察、实验等手段获取信息，并运用比较、归纳、概括等方法进行信息加工；3. 情感态度与价值观通过本节“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； 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；二教学重点：浓度、压强对化学平衡的影响。三教学难点： 勒夏特列原理的归纳总结。四教学过程【提问】化学平衡状态有什么特征？什么反应才会存在化学平衡？【引入】我们知道：不同温度下物质的溶解度不同。那么对于t0时达到溶解平衡状态的饱和溶液，当升高或降低温度至t1时：若：溶解度增大，固体溶质继续溶解，则V（溶解） V（结晶）溶解度减小，固体溶质析出，则V（溶解） V（结晶） 那么溶解平衡状态被打破，继而建立一种新的溶解平衡，也就是说：条件改变，溶解平衡移动。 那么，化学平衡是否也只有在一定条件下才能保持？当条件（浓度、压强、温度等）改变时，平衡状态是否也会发生移动？【板书】二、影响化学平衡的因素1. 浓度对化学平衡的影响【实验探究一】探究浓度变化对化学平衡的影响实验原理：已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡： Cr2O72 + H2O= 2CrO42 + 2H+ (K2Cr2O7为橙色，K2CrO4为黄色)实验步骤：取两支试管各加入5ml0.1mol/L K2Cr2O7溶液，按下表步骤操作，观察并记录溶液颜色的变化。步骤滴加310滴浓H2SO4滴加1020滴6 mol/LNaOHK2Cr2O7溶液【交流讨论】 得出结论：【实验探究二】实验原理：Fe3 3SCN= Fe（SCN）3 （红色） 实验步骤：向盛有5 ml0.005mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 ml0.01mol/LKSCN溶液，溶液显红色。 （1）将上述溶液均分置于两支试管中；向其中一支试管中加入饱和FeCl3溶液4滴，充分振荡，观察溶液颜色变化；向另一支试管滴加4滴1 mol/L KSCN溶液，观察溶液颜色变化。 （2）向上述两支试管中各滴加0.01mol/LNaOH溶液35滴，观察现象，填写下表。编号12步骤（1）滴加饱和FeCl3溶液滴加1 mol/L KSCN溶液现象步骤（2）滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象结论【思考与交流】1、上述两个实验中，化学平衡状态是否发生了改变？你是如何判断的？2、从中你能否推知影响化学平衡状态的因素？【小结】（1）浓度对化学平衡的影响的规律 在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，都可以使平衡向着 移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，都可以使平衡向着 移动。（2）请同学们用v-t图表示下列平衡的移动：减少反应物的浓度 增大生成物的浓度 减少生成物的浓度【过渡】温度会对化学平衡产生什么影响呢？【板书】2.温度对化学平衡的影响【实验探究三】温度对化学平衡的影响（阅读教材30页实验2-7）【引导、小结】2NO2=N2O4， H=-56.9kJ/mol，热水中NO2的浓度升高，冰水中的NO2的浓度降低，化学平衡发生了改变，生成NO2的方向即是反应的吸热方向，反应NO2的方向即是反应的放热方向。【结论】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。【讲述】通过分析我们发现改变外界条件可能会影响化学平衡，所以我们讲的化学平衡状态应该是在一定条件下建立的，要改变化学平衡状态就要改变反应速率使v正与v逆不相等。【小结】经过大量的实践，由法国化学家勒夏特列总结出了一条规律，被称为勒夏特列原理，也称为化学平衡移动原理。【板书】勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的条件之一，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。【思考】注意理解“减弱”的意义 勒夏特列原理中的“减弱”这种改变，是不是“消除”？ 勒夏特列原理只考虑有单个条件改变？ 勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系？【过渡】催化剂对化学平衡移动有影响吗？压强对化学平衡移动有影响吗？是如何影响的？是否对所有的化学平衡都有影响？【板书】3.压强对化学平衡的影响分组讨论，完成下表 化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系以一般反应：mA（气）+n B（气）= p C（气）+qD（气）+Q（千焦）通式为例，来讨论浓度，温度，压强，催化剂等对三者的影响极其规律。反应特征改变条件vt图象改变条件瞬间达到平衡前平衡移动方向达到新平衡v正v逆v正与v逆的关系A转化率B转化率Q0升高温度降低温度Q 降低温度m+nV变小增大压强减小压强m+n=p+q加入惰性气体V不变=V变大=V变小增大压强减小压强m+np+q加入惰性气体V不变=V变大p+q 正反应是放热反应B.m+np+q 正反应是吸热反应C.m+np+q 逆反应是放热反应D.m+n0处于平衡状态（已知m+np+q），下列说法正确的是 （ ）升温时C（B）/C（C）的值减小 降温时，体系内混合气体的平均相对分子质量增大加入B后，A的转化率变大ABCD4、现有三个体积相等的密闭容器中都进行如下反应：CO2+H2= CO+H2O(g)，反应所处的温度相同，但反应的起始浓度不同，其中甲：H2=CO=amol 乙：CO2=amol H2=2amol 丙CO2=H2=H2O=amol，达到平衡时，CO的浓度由大到小的顺序排列正确的是A、丙甲乙 B、甲乙丙 C、乙丙甲 D、乙甲丙5、对处于化学平衡的体系，以化学平衡与化学反应速率的关系可知： A、化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动。 B、化学平衡发生移动时、化学反应速率一定变化。 C、正反应进行的程度大、正反应速率一定大。 D、只有催化剂存在下，才会发生化学反应速率变化，而化学平衡不移动的情况。6、在PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)，达到平衡后，其它条件不变，向平衡体系中加入37Cl2，达到新平衡后，含37Cl的PCl3的物质的量与原平衡相比 A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定7、下列事实不能用勒夏特列原理说明的是A、往氢硫酸溶液中加入盐酸，S2-降低。B、温度不变时，敞口久置于空气中的饱和KNO3溶液含有晶体析出。C、在合成氨的工业生产中，使用较高的温度有利于提高产量。D、在密闭容器中，水面上方的蒸气压强随温度升高而增大。8、反应A(g)+xB(g)=yC(g)，将A与B按体积比1:x混合反应当A的转化率是50%时，反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的 （同温同压），则x、y的值可能是 A、3，4 B、3，2 C、3，3 D、1，19、某温度下，反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)+Q,在一带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法不正确的是A、恒温压缩体积，平衡不移动，颜色加深B、恒压迅速充入HI，开始时正反应速率减小C、恒容，升温正反应速率减小D、恒容，充入H2，I2的百分比含量降低化学平衡状态是与外界条件有关的。外界某种条件改变时，使正、逆反应速率不等，平衡混合物中各组成物质的百分含量（或浓度）也随之改变，原来的平衡被破坏直到建立新条件下的另一种平衡状态。这种改变的过程，叫化学平衡的移动。板书 四、影响化学平衡的因素1、内因：物质本身的性质。2、外因：浓度、温度、压强等。（1）、浓度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。注意：气体或溶液浓度的改变会引起反应速率的变化，纯固体或纯液体用量的变化不会引起反应速率改变，化学平衡不移动。 过渡 我们知道，加热可以加快固体溶解，那同时也可以提高结晶速率，那么温度对化学平衡有没有影响呢？（2）、温度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。 探究活动 哪些状态物质受压强影响比较大？如何影响的？压强也能够影响化学反应速率，那究竟如何改变呢？教师活动总结。压强对化学平衡的影响：固态、液态物质的体积受压强影响很小，压强不使平衡移动。反应中有气体参加：压强减小浓度减小平衡向体积减小的方向移动，反之亦然。（3）、压强对化学平衡的影响a、其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。b、如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。注意：1、无气体参加的反应，压强的改变，不能使化学平衡移动。2、压强变化若没有浓度的变化，化学反应速率不变，化学平衡不移动。过渡 前面讲到温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率有影响，而且这一节内容也讲到了温度、压强和浓度都对化学平衡有影响，那么催化剂对化学平衡有没有影响呢？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。使用催化剂不影响化学平衡的移动（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。因使正、逆反速率同等程度地加快，故不能使平衡发生移动。但能缩短达到平衡的时间。过渡 化学平衡只有在一定的条件下才能保持，当一个可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变浓度、压强、温度等反应条件，达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变，从而达到新的平衡状态。由此引出化学平衡的移动。过渡 前面讲述了浓度、压强和温度等多种因素对化学平衡的影响，有人就把这么多因素的影响总结出一条经验规律-勒夏特列原理。板书 五、勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。注意点：勒夏特列原理中的“减弱”这种改变，不是“消除”。勒夏特列原理只考虑有单个条件改变。勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系。 此原理只适用于已达平衡的体系平衡移动方向与条件改变方向相反。移动的结果只能是减弱外界条件的该变量，但不能抵消。【布置作业】 习题3、4；固学案。【板书设计】 四、影响化学平衡的因素1、内因：物质本身的性质。2、外因：浓度、温度、压强等。（1）、浓度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。（2）、温度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。（3）、压强对化学平衡的影响a、其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。b、如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。注意：1、无气体参加的反应，压强的改变，不能使化学平衡移动。2、压强变化若没有浓度的变化，化学反应速率不变，化学平衡不移动。（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。因使正、逆反速率同等程度地加快，故不能使平衡发生移动。但能缩短达到平衡的时间。五、勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平澳大利亚学者经研究发现，夏季给鸡喂下列饮料会使蛋壳变厚。该饮料是()A淡盐水 B碳酸水C蔗糖水 D澄清石灰水解析：鸡过度呼出CO2，会使平衡向左移动，导致蛋壳变薄，那么要使蛋壳变厚，应该使平衡右移，应补充CO2，故用溶有CO2的碳酸水。答案：B5反应2A(g)B(g)2C(g)H0，下列反应条件有利于生成C的是()A低温、低压 B低温、高压C高温、高压 D高温、低压解析：正反应为气体体积缩小的反应，且为吸热反应，升高温度、增大压强均会使平衡向正方向移动，有利于生成C。答案：C6已知反应A2(g)2B2(g)2AB2(g)H0，下列说法正确的是()A升高温度，正向反应速率增大，逆向反应速率减小B升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间C达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动解析：升高温度正、逆反应速率都增大，A错。升高温度平衡逆向移动，C项错。减小压强有利于平衡逆向移动，D项错。答案：B7如右图所示中的曲线是表示其他条件一定时，2NOO22NO2(正反应放热)反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正v逆的点是()Aa点 Bb点Cc点 Dd点解析：此坐标的纵轴表示的是NO的转化率，横轴表示温度，曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的转化率，从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点，这表示若想达到c点对应温度的平衡状态，需要转化更多的NO，表示c点未到平衡状态，即v正v逆。答案：C8在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，某研究小组研究了其他条件下不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是()A图表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B图表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响C图表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙的高D图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高解析：若增大氧气的浓度正反应速率突然变大，逆反应速率逐渐变大，A选项不正确；加入催化剂正、逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，B选项正确；观察图，达到平衡时时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的，C选项不正确；增大压强反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，D选项不正确。答案：B9NO2蒸气易形成N2O4：2NO2(g)N2O4(g)(正反应为放热反应)，现欲较准确测定NO2的相对分子质量，应采用的反应条件是()A高温、低压 B低温、高压C低温、低压 D高温、高压解析：题目要求准确测定NO2的相对分子质量，而NO2(g)易形成N2O4(g)，不利于NO2的相对分子质量的测定。要准确测定NO2的相对分子质量，就必须使上述平衡向生成NO2的方向移动，由于上述正反应是一个体积缩小的放热反应，要使平衡向逆反应方向移动，则应采取高温、低压的措施才行。答案：A101 mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)aY(g)bZ(g)反应达到平衡后，测得X的转化率为50%。而且，在同温、同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，则a和b的数值可能是()Aa1，b1 Ba2，b1Ca2，b2 Da3，b2解析：据题意可有如下“平衡模式” X(g)aY(g)bZ(g)起始/mol1a0变化/mol150% 0.5a0.5b平衡/mol0.50.5a0.5b因为密度与气体体积成反比，而体积比又等于物质的量之比，因此据题意有平衡混合气的物质的量总和与起始时混合气体物质的量总和之比为34，即0.50.5a0.5b1a34，可得1a2b。最后将所给四组数据代入关系式便知A、D两组数据均符合题意。答案：AD11在密闭容器中进行下列反应：CO2(g)C(s)2CO(g)H0，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化？(1)增加C，平衡_，c(CO)_。(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡_，c(CO2)_。(3)通入N2，保持密闭容器体积不变，温度不变，则平衡_，c(CO2)_。(4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡_，c(CO)_。解析：(1)C为固体，增加C，其浓度并不变，平衡不发生移动；(2)减小容器体积，相当于增大压强，向气体体积减小的方向移动；(3)通入的N2不参加反应，并且密闭容器体积和温度不变时，各物质的浓度并不变，平衡不发生移动；(4)其他条件相同，升高温度，平衡向吸热方向移动。答案：(1)不移动不变(2)向逆反应方向移动增大(3)不移动不变(4)向正反应方向移动增大12如下图所示，烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体，中间止水夹K夹紧，烧杯甲中盛放100 mL 6 mol/L的HCl的溶液中放入25 gNaOH固体，同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体，搅拌使之溶解。(1)A瓶中气体颜色_，理由是_。(2)B瓶中气体颜色_，理由是_。解析：NaOH与盐酸发生中和反应为放热反应，使溶液及A中气体温度升高，故使平衡2NO2N2O4(正反应为放热反应)向左移动，气体颜色变深；NH4NO3溶于水要吸热，溶液温度降低，使上述平衡向右移动，气体颜色变浅。新课标第一网答案：(1)变深甲中NaOH溶解放热，中和HCl也放热，使溶液及A中气体温度升高，2NO2N2O4(正反应为放热反应)平衡向左移动，NO2浓度增大，颜色加深(2)变浅乙中NH4NO3溶解吸热，使溶液及B中气体温度降低，使反应2NO2N2O4(正反应为放热反应)向右移动，NO2浓度减小，颜色变浅能力提升13(2011福建高考)25 时，在含有Pb2、Sn2的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)Pb2(aq)Sn2(aq)Pb(s)，体系中c(Pb2)和c(Sn2)变化关系如图所示。下列判断正确的是()A往平衡体系中加入少量金属铅后，c(Pb2)增大B往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2)变小C升高温度，平衡体系中c(Pb2)增大，说明该反应H0D25 时，该反应的平衡常数K2.20.220.12.2，D正确。)Pb2(c)Sn2(解析：金属活泼性SnPb，向平衡体系中加入铅后，c(Pb2)不变，A错误；加入少量Sn(NO3)2固体，c(Sn2)增大，平衡逆向移动，c(Pb2)增大，B错误；升温c(Pb2)增大，说明平衡逆向移动，正反应放热，C错误；由方程式和图示数据得平衡常数Kc答案：D14反应A(g)B(g)C(g)D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。(1)该反应是_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是_。(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？_，原因是_。(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1_，E2_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：由图可知反应物的能量比生成物的能量高，所以该反应是一个放热反应。根据勒夏特列原理，当温度升高时，平衡应向着能够削弱这种改变的方向移动，即逆向移动，所以A、B的转化率都要减小。加入了催化剂是降低了活化能，增加了活化分子，所以反应速率加快了，但反应物和生成物之间的能量差是没有变化的，降低活化能使E1、E2都减小。答案：(1)放热(2)减小根据勒夏特列原理，升高温度有利于平衡向吸热反应方向移动，因而该反应中A的转化率减小(3)没有催化剂只能改变化学反应的速率和途径，不能改变化学反应的始态和终态的能量，因此对反应热没有影响(4)减小减小15(2011新课标全国高考)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热H分别为285.8 kJ/mol、283.0 kJ/mol和726.5 kJ/mol。请回答下列问题：(1)在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300 )；下列说法正确的是_(填序号)温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为：v(CH3OH)nAtAmol/(Lmin)该反应在T1时的平衡常数比T2时的小该反应为放热反应增大)CH3OH(n)H2(处于A点的反应体系的温度从T1变到T2，达到平衡时n(2)在T1温度时，将1 molCO2和3 molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，CO2转化率为，则容器内的压强与起始压强之比为_；解析：(1)CO2和H2合成甲醇的化学方程式为CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。由图像可知B曲线先得到平衡，因此温度T2T1，温度高平衡时甲醇的物质的量反而低，说明正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，不利于甲醇的生成，平衡常数减小，即错正确；温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的物质的量为nAmol，此时甲醇的浓度为nA2mol/L，所以生成甲醇的平均速率为：v(CH3OH)nA2tAmol/(Lmin)，因此不正确；因为温度T2T1，所以A点的反应体系从T1变到T2时，平衡会向逆反应方向移动，即降低生成物浓度而增大反应物浓度，所以正确。(2)CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)mol(起始量 1 3 0 0 3 )mol(转化的量 (1) (33) )mol(平衡时的量 所以平衡时容器内的压强与起始压强之比为42422答案：(1)(2)1/2衡就向能够减弱这种改变的方向移动。