第3課時濃度、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響第二章2021內(nèi)容索引0102課前篇素養(yǎng)初探課堂篇素養(yǎng)提升素養(yǎng)目標(biāo)1.通過外界條件對可逆反應(yīng)速率的影響,以變化觀念與平衡思想掌握化學(xué)平衡移動的影響因素。2.通過實(shí)驗(yàn)探究,討論分析濃度、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。課前篇素養(yǎng)初探[必備知識]一、化學(xué)平衡移動1.定義在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,如果改變反應(yīng)條件,平衡狀態(tài)被破壞,平衡體系的物質(zhì)組成也會隨著改變,直到達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原有的平衡狀態(tài)達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過程叫做化學(xué)平衡的移動。2.化學(xué)平衡移動的過程

v(正)=v(逆)

v(正)≠v(逆)

v'(正)=v'(逆)3.平衡移動與反應(yīng)速率的關(guān)系外界條件對化學(xué)平衡移動的影響是通過改變反應(yīng)速率來實(shí)現(xiàn)的。條件改變時:(1)若v(正)=v(逆),平衡不移動;(2)若v(正)>v(逆),平衡向正反應(yīng)方向移動;(3)若v(正)<v(逆),平衡向逆反應(yīng)方向移動。二、濃度對化學(xué)平衡的影響1.實(shí)驗(yàn)過程將上述溶液平均分裝在a、b、c三支試管中,向b試管中加入少量鐵粉,溶液顏色變淺;向c試管中滴加4滴1mol·L-1KSCN溶液,溶液顏色加深。這些現(xiàn)象說明當(dāng)向平衡混合物中加入鐵粉或硫氰化鉀溶液后,平衡混合物的硫氰化鐵發(fā)生了變化。實(shí)驗(yàn)操作向盛有5mL0.05mol·L-1FeCl3溶液的試管中加入5mL0.15mol·L-1KSCN溶液實(shí)驗(yàn)原理Fe3++3SCN-Fe(SCN)3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液呈紅色2.結(jié)論在可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時,在其他條件不變的情況下:(1)c(反應(yīng)物)增大或c(生成物)減小,平衡向正反應(yīng)方向移動。(2)c(反應(yīng)物)減小或c(生成物)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動。3.理論解釋濃度的改變導(dǎo)致濃度商的改變,但K不變,使Q≠K,從而導(dǎo)致平衡移動。但濃度的改變不一定會使化學(xué)平衡發(fā)生移動。三、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響1.實(shí)驗(yàn)過程(1)實(shí)驗(yàn)操作:用50mL注射器吸入20mLNO2與N2O4的混合氣體,并將細(xì)管端用橡皮塞封閉。然后將活塞向外拉,觀察管內(nèi)混合氣體顏色的變化。當(dāng)反復(fù)推拉活塞時,觀察管內(nèi)混合氣體顏色的變化。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論:實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論減小體系壓強(qiáng)氣體顏色先變淺又逐漸變深,最終比向外拉活塞前的顏色淺減小壓強(qiáng),化學(xué)平衡向生成NO2的方向移動增大體系壓強(qiáng)氣體顏色先變深又逐漸變淺,最終比向里推活塞前的顏色深增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向生成N2O4的方向移動2.壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響對于有氣體參加的可逆反應(yīng)來說,當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時,在其他條件不變的情況下:(1)若為反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng),如N2+3H22NH3:增大壓強(qiáng)后,平衡向氣體體積減小的方向移動;減小壓強(qiáng)后,平衡向氣體體積增大的方向移動。(2)若為等體積反應(yīng),如H2+I22HI:改變壓強(qiáng)后,平衡不移動。【微思考2】對于只有固體或液體參加的反應(yīng),體系壓強(qiáng)的改變會使化學(xué)平衡狀態(tài)發(fā)生變化嗎?提示

壓強(qiáng)的改變只影響有氣體參加或生成的可逆反應(yīng)。[自我檢測]1.正誤判斷(1)化學(xué)平衡發(fā)生移動時,化學(xué)反應(yīng)速率一定改變;化學(xué)反應(yīng)速率改變時,化學(xué)平衡也一定發(fā)生移動。(

)(2)平衡時,其他條件不變,分離出固體生成物,v(正)減小。(

)(3)往平衡體系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入適量KCl固體,平衡逆向移動,溶液的顏色變淺。(

)(4)對于2NO2(g)N2O4(g)的平衡體系,壓縮容器體積,增大壓強(qiáng),平衡正向移動,混合氣體的顏色變淺。(

)(5)改變壓強(qiáng)后,平衡一定發(fā)生移動。(

)(6)改變外界條件使平衡正向移動的原因是v(正)增大,v(逆)減小。(

)××××××2.已知N2O可以分解得到N2和O2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2N2O(g)2N2(g)+O2(g)。在一恒溫恒容的密閉容器中此反應(yīng)平衡后,再向容器里充入O2,重新形成另一平衡狀態(tài),則新平衡與原平衡相比(

)A.c(N2O)減小 B.c(N2)減小C.c(O2)減小 D.平衡常數(shù)K減小答案

B解析

增大O2的濃度,平衡左移,則再次平衡時N2O的濃度增大,N2的濃度減小,O2的濃度比原平衡大。溫度不變,則平衡常數(shù)K不變。課堂篇素養(yǎng)提升任務(wù)一濃度對化學(xué)平衡的影響[問題探究]1.某一可逆反應(yīng),一定條件下達(dá)到了化學(xué)平衡。(1)若化學(xué)反應(yīng)速率改變,化學(xué)平衡是否發(fā)生移動?(2)若化學(xué)平衡發(fā)生移動,化學(xué)反應(yīng)速率是否一定發(fā)生改變?答案

(1)若v(正)、v(逆)依然相等,則平衡不移動,否則移動。(2)只要平衡發(fā)生移動,則反應(yīng)速率一定發(fā)生改變。2.有固體(或純液體)參加的反應(yīng),達(dá)到平衡后,增加或減少固體(或純液體)的量,平衡是否會發(fā)生移動?答案

不會移動,改變固體(或純液體)的量,不會改變固體(或純液體)的濃度,平衡不會發(fā)生移動。[深化拓展]濃度改變對化學(xué)平衡的影響(1)影響規(guī)律條件變化反應(yīng)速率變化平衡移動方向增大c(反)或減小c(生)v(正)增大或v(逆)減小,v(正)>v(逆)正反應(yīng)方向減小c(反)或增大c(生)v(正)減小或v(逆)增大,v(正)<v(逆)逆反應(yīng)方向(2)速率圖像

t2時增大反應(yīng)物濃度

t2時減小生成物濃度

[素能應(yīng)用]典例1體積一定的恒溫密閉容器中加入等物質(zhì)的量的X、Y,進(jìn)行如下可逆反應(yīng):X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)

ΔH>0。下列敘述正確的是(

)A.若繼續(xù)充入X,平衡向正反應(yīng)方向移動,Y的轉(zhuǎn)化率增大B.若繼續(xù)充入Z,平衡逆向移動,Z的體積分?jǐn)?shù)減小C.若移走部分W,平衡正向移動D.平衡后移走X,上述反應(yīng)的ΔH減小答案

A解析

B項(xiàng),通入Z,平衡逆向移動,Z的體積分?jǐn)?shù)增大。C項(xiàng),W為固體,改變其用量,平衡不移動。D項(xiàng),ΔH的大小與方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)及狀態(tài)有關(guān),與加入反應(yīng)物的量無關(guān)。變式訓(xùn)練1合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應(yīng)制得,其中的一步反應(yīng)為CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

ΔH<0。反應(yīng)達(dá)到平衡后,為提高CO的轉(zhuǎn)化率,下列措施中不正確的是(

)A.容器容積不變,再充入COB.容器的容積不變,及時移走CO2C.增大H2O的濃度D.減小H2的濃度答案

A解析

一般來說,有兩種及兩種以上反應(yīng)物的可逆反應(yīng)中,在其他條件不變時,增大其中一種反應(yīng)物的濃度,能使其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率升高,但其本身的轉(zhuǎn)化率反而降低,故A項(xiàng)錯誤;及時移走CO2可減小CO2的濃度,使平衡正向移動,提高CO的轉(zhuǎn)化率;增大H2O的濃度,平衡正向移動,可提高CO的轉(zhuǎn)化率;減小產(chǎn)物濃度,平衡正向移動,可提高CO的轉(zhuǎn)化率。任務(wù)二壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響[問題探究]1.有氣體參加的反應(yīng),增大體系的壓強(qiáng)后,平衡一定會移動嗎?答案

反應(yīng)前后氣體體積未發(fā)生改變的可逆反應(yīng),改變壓強(qiáng)后平衡不會移動,如H2+I2 2HI。2.反應(yīng)A(g)+B(g)===C(g)達(dá)到平衡后,增加A的量使平衡向正反應(yīng)方向移動,A、B的轉(zhuǎn)化率如何改變?答案

A的轉(zhuǎn)化率降低,B的轉(zhuǎn)化率升高。[深化拓展]壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響(1)影響規(guī)律反應(yīng)類型條件變化反應(yīng)速率變化平衡移動方向體積可變的反應(yīng)[以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)為例]增大壓強(qiáng)(減小體積)v(正)、v(逆)均增大,v(正)>v(逆)氣體體積減小的方向減小壓強(qiáng)(增大體積)v(正)、v(逆)均減小,v(正)<v(逆)氣體體積增大的方向體積不變的反應(yīng)增大(或減小)壓強(qiáng)v(正)和v(逆)同等程度增大(或減小)平衡不移動(2)速率圖像[2NO2(g) N2O4(g)]

[H2(g)+I2(g) 2HI(g)](3)特別注意①恒容時,通入稀有氣體,壓強(qiáng)增大,平衡不移動;恒壓時,通入稀有氣體,體積增大,平衡向氣體體積增大的方向移動。②在恒容容器中,改變其中一種氣態(tài)物質(zhì)的濃度時,必然同時引起壓強(qiáng)的改變,但判斷平衡移動的方向時,應(yīng)以濃度的影響進(jìn)行分析。③同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時,應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。[素能應(yīng)用]典例2已知化學(xué)方程式mX(g)+nY(?) pQ(s)+2mZ(g),反應(yīng)已達(dá)平衡,此時c(X)=0.3mol·L-1,其他條件不變,將容器縮小到原來的,c(X)=0.5mol·L-1,下列說法正確的是(

)A.反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動可能是固體或液體C.系數(shù)n>m的體積分?jǐn)?shù)減小答案

C解析

反應(yīng)已達(dá)平衡,此時c

mol·L-1,其他條件不變,將容器縮小到原來的

,若此時平衡不移動,c

mol·L-1,但平衡移動之后c(X

mol·L-1,說明加壓使平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),若Y為固體或液體,則需要滿足m>2m,A、B項(xiàng)錯誤;Y應(yīng)是氣體,則m+n>2m,所以n>m,C項(xiàng)正確;平衡正向移動,產(chǎn)物Z的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該增大,D項(xiàng)錯誤。變式訓(xùn)練2在密閉容器中,反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g),在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài),試回答下列問題。(1)若x+y>z,縮小體積,增大壓強(qiáng),則平衡向

方向移動。

(2)若保持體積不變,通入He,則平衡

移動。

(3)若保持壓強(qiáng)不變,通入He,平衡向正反應(yīng)方向移動,則x、y、z的關(guān)系為

。

(4)若x+y=z,縮小體積,增大壓強(qiáng),則平衡

移動。

答案

(1)正反應(yīng)(2)不(3)x+y<z

(4)不解析

一看化學(xué)計量數(shù)之間的關(guān)系:是等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。二看平衡建立的條件:是恒溫恒容還是恒溫恒壓。然后根據(jù)平衡移動原理進(jìn)行分析。

素養(yǎng)脈絡(luò)

隨堂檢測1.下圖是恒溫條件下某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)時間變化的示意圖。下列敘述與示意圖不相符合的是(

)A.反應(yīng)達(dá)到平衡時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等B.該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ后,增大反應(yīng)物濃度,平衡發(fā)生移動,達(dá)到平衡狀態(tài)ⅡC.該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ后,減小反應(yīng)物濃度,平衡發(fā)生移動,達(dá)到平衡狀態(tài)ⅡD.同一種反應(yīng)物在平衡狀態(tài)Ⅰ和平衡狀態(tài)Ⅱ時濃度不相等答案

C解析

條件改變后,v'(正)>v'(逆),根據(jù)圖像分析應(yīng)是增大了反應(yīng)物的濃度。2.可以作為判斷化學(xué)平衡發(fā)生移動的標(biāo)志的是(

)A.反應(yīng)混合物中各組分的濃度發(fā)生改變B.正、逆反應(yīng)速率發(fā)生改變C.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率發(fā)生改變D.體系的壓強(qiáng)發(fā)生改變答案

C解析

對于反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g),壓縮體積增大壓強(qiáng),混合物中各組分的濃度發(fā)生改變,正、逆反應(yīng)速率發(fā)生改變,但平衡不發(fā)生移動。反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率發(fā)生改變