2.2.2影响化学平衡的因素 课件（共48张ppt）化学人教版（2019）选择性必修1

(共48张PPT)
影响化学平衡移动的因素
化学平衡（第二课时）
1、从定性定量两个角度判断化学平衡移动的方向
2、理解勒夏特列原理
学习目标
复习回顾
化学平衡状态的特征
③动：(特点)动态平衡，反应仍在进行（v(正)= v(逆) ≠0）
②等：(内在本质)v(正)= v(逆)
①逆: (研究对象)可逆反应
④定：(外在标志)当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)保持不变
⑤变：(发展)外界条件改变，原平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即 发生化学平衡的移动。
浓 度
【回忆】影响化学反应速率的外界条件主要有哪些？
化学反应速率
温 度
压 强
催化剂
【思考交流】 如何通过改变条件来打破旧平衡？
　　可通过改变影响反应速率的条件来打破原有平衡，建立新平衡。
三、影响化学平衡的因素
1、化学平衡的移动
5张
2、影响化学平衡移动的因素
（1）浓度
宏观现象
结论
原因（定量）
图像（定性）
注意
一定条件下的化学平衡
条件改变
反应速率改变且变化量不同
平衡被破坏 非平衡状态
一段时间后
新条件下的
新化学平衡
v正＝ v逆
反应混合物中各组分的浓度恒定
v正≠ v逆
反应混合物中各组分的浓度发生变化
v'正＝ v'逆
反应混合物中各组分的浓度恒定
破坏旧平衡
建立新平衡
化学平衡的移动
Q = K
QK
Q = K
v正、v逆会有什么关系？
如何判断移动的方向？
任务一：分析平衡状态的特征
思考：哪些特征说明其处于平衡状态？
Fe3＋ + 3SCN－
Fe (SCN)3
(红色)
（黄色）
（无色）
Fe3＋ + 3SCN－
Fe (SCN)3
(红色)
任务一：分析平衡状态的特征
（黄色）
宏观辨识：溶液颜色不变
微观探析：离子浓度不变
实质：v正＝v逆
这个可逆反应是永恒不变的吗？
符号表征：一定温度下， 为定值
K=
加入少量铁粉
滴入4滴 1 mol·L-1 KSCN 溶液
实验操作
将 5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN 溶液和 5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3 溶液混合
平衡后均分在a、b、c三支试管中
a
b
c
对照组
加入少量铁粉
实验现象
a
c
对照组
b
红色加深
红色变浅
将 5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN 溶液和 5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3 溶液混合
滴入4滴 1 mol·L-1 KSCN 溶液
平衡后均分在a、b、c三支试管中
任务二：探究浓度对平衡的影响
（1）试管b,c发生怎样的现象，如何说明平衡移动？向哪个方向移动？
（2）改变浓度后，如果平衡不移动，Q和K之间存在怎样的大小关系？能否应用此关系推测平衡移动方向？
（3）改变浓度后，如果平衡不移动，v（正）、v（逆）之间存在怎样的关系？能否应用此关系推测平衡移动方向？
任务二：探究浓度对平衡的影响
实验探究一
Fe3＋ + 3SCN－
Fe (SCN)3 (红色)
任务二：探究浓度对平衡的影响
实验探究一
平衡状态1
Q＞K
Q＝K
Q＝K
平衡状态2
增大反应物浓度
平衡正向移动
Q＜K
Q＝K
平衡状态1
平衡逆向移动
减小反应物浓度
平衡状态3
Q＝K
浓度的改变导致　　　　的改变,但K　　　　,使Q　K,从而导致平衡移动。但浓度的改变不一定会使化学平衡发生移动。
浓度商
不变
≠
大量实验表明，在可逆反应达到平衡时,在其他条件不变的情况下:
(1)c(反应物)增大或c(生成物)减小,平衡向　　　　方向移动。
(2)c(反应物)减小或c(生成物)增大,平衡向　　　　方向移动。
结论及其应用
理论解释
1、浓度对化学平衡的影响
正反应
逆反应
（1）改变固体或纯液体的量，平衡不移动。
（2）对于离子反应，只有改变实际参加反应的离子的浓度，平衡才移动。
注意事项
1、浓度对化学平衡的影响
t1
v（正）≠ v（逆）
0
v
t
V(正)
V(逆)
V(正)= V(逆)
V’(正)增大反应物浓度
V’(逆)
平衡状态1
平衡改变
图象解释
1、浓度对化学平衡的影响
1、浓度对化学平衡的影响
0
v
t
V(正)
V(逆)
V(正)= V(逆)
V (正)= V (逆)
V’(正)
V’(逆)
平衡状态2
平衡状态1
增大反应物浓度
溶液红色加深
0
v
t
V(正)
V(逆)
V(正)= V(逆)
V (正)= V (逆)
V’(逆)
V’(正)
减小反应物浓度
平衡状态1
平衡状态2
溶液红色变浅
增加任何一种反应物的浓度瞬间, V正 > V逆，平衡向正反应方向移动
减少任何一种反应物的浓度瞬间, V正 ＜ V逆，平衡向逆反应方向移动
0
v
t
v正
v逆
v'正
v'逆
增大反应物的浓度
v'正＝v'逆
v正＝v逆
0
v
t
v正
v逆
v'逆
v'正
增大生成物的浓度
v'正＝v'逆
v正＝v逆
0
v
t
v正
v逆
v'逆
v'正
减小生成物的浓度
v'正＝v'逆
v正＝v逆
浓度对化学平衡的影响-图像分析-减小浓度
0
v
t
v正
v逆
v'正
v'逆
减小反应物的浓度
v'正＝v'逆
v正＝v逆
浓度对化学平衡的影响-图像分析-增大浓度
1、连续2浓度大，速率一定大3.判断移动方向
一定条件下的化学平衡
v正=v逆
条件改变
原平衡被破坏
v正≠v逆
一定时间
建立新条件下的新平衡
v正≠v逆
平衡1
不平衡
平衡2
破坏旧平衡
建立新平衡
概念建构
小技巧：在工业生产中，适当增大廉价反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。（本身的转化率降低，解释）
对点训练：尝试分析这三个ν—t图分别改变的是哪个条件？
减小生成物浓度
增大生成物浓度
减小反应物浓度
对点训练：在密闭容器中进行反应：CO2(g)+C(s) 2CO(g) △H﹥0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)增大c(CO2)，平衡________ ,c(CO) ______。
(2)加入更多碳，平衡 ,c(CO) 。
(3)增大c(CO)，平衡________ ,c(CO2) 。
正向移动
增大
逆向移动
增大
不移动
不变
任务三：探究压强对平衡的影响
2NO2(红棕色) N2O4(无色)
如图所示，用50 mL注射器吸入约20 mL NO2与N2O4的混合气体（使注射器的活塞处于Ⅰ处），将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处，观察管内混合气体颜色变化。当反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时，观察管内混合气体颜色的变化。
实验探究二：
实验验证
验证压强对化学平衡的影响
实验探究一
任务三：探究压强对平衡的影响
（1）减压或者加压操作以后，分别发生怎样的现象？如何说明平衡发生移动？向哪个方向移动？
（2）减压或加压操作以后，如果平衡不移动，Q和K之间分别存在怎样的大小关系？能否应用此关系推测平衡的移动？（以此反应为例分析）
（3）有气体参加的可逆反应可能出现反应后气体体积增大、减小或不变三种情况。请根据这三种情况分析，体系压强增大会使平衡如何移动？并尝试从Q和K之间的大小关系分析
（4）只有液体或固体参加的可逆反应，体系压强变化对化学平衡有无影响呢？
实验探究一
任务三：探究压强对平衡的影响
结论及应用：
对有气体参加的可逆反应：aA(g) bB(g)
平衡常数可表示为：
若a＜b，增大压强，Q＞K，平衡逆向移动，
即正反应方向是气体分子数目增大的反应。
若a＞b，增大压强，Q＜K，平衡向正反应方向移动，
即正反应方向是气体分子数目减小的反应；
若a＝b ，即反应前后气体分子数目不变的反应，
改变反应体系的压强，Q＝K，平衡不发生移动；
K＝
cb(B)
ca(A)
对有气体参与的可逆反应，当到达平衡时：
增大压强（减小容器容积），使化学平衡向气体体积缩小方向移动；
减小压强（增大容器容积），使化学平衡向气体体积增大方向移动。
结论：其它条件不变的情况下
Q变化
c变化
K不变
移动方向
V变化
P
注意事项1、固体或液体物质的体积受压强影响很小，可忽略不计。当平衡混合物中都是固体或液体物质时，改变压强，化学平衡一般不发生移动。
2、对等体积反应，压强改变，只改变速率，对化学平衡移动无影响。
a+b>c 加压
（以aA(g)+bB(气) cC(气)为例）
a+b>c 减压
●
●
v'逆
v'正
v'正=v'逆
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
●
●
v'逆
v'正
v'正=v'逆
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
a+ba+b●
●
v'逆
v'正
v'正=v'逆
●
●
v'逆
v'正
v'正=v'逆
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
a+b=c 加压
a+b=c 减压
●
●
v'正=v'逆
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
●
●
v'正=v'逆
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
针对训练：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0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: （ ）
A. a＞b+c B. a＜b+c
C. a＝b+c D. a＝b=c
A
对于此反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g)
t时刻改变反应条件后速率图像会有什么变化，在下图中补充完整
①恒温恒容条件下充入氮气
②恒温恒容条件下取出一部分氨气
③恒温条件下增加压强
④恒温条件下减小压强
⑥恒温恒压条件下充入稀有气体He
⑤恒温恒容条件下充入稀有气体He
技巧：
①画图看速率
（正反应速率看反应物
逆反应速率看生成物）
②看平衡填正逆
化学平衡移动的原理（勒夏特列原理）
早在1888年，法国科学家勒夏特列就发现了这其中的规律，并总结出著名的勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理：如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强、及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
勒夏特列原理是对条件改变如何影响化学平衡的一个总述，特别要注意对“减弱这种改变”的理解，其中“减弱”不等于“抵消”，更不是“扭转”。（解释浓度和压强）
【问题探究一】
根据已有规律，你能预测温度变化如何影响平衡移动吗？
2NO2(红棕色) N2O4(无色) △H＝－56.9kJ/mol
预测：其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。
任务1、探究温度对平衡的影响
实验步骤：
如图所示，把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶里，然后用夹子夹住乳胶管；把一只烧瓶放进热水中，另一只放进冰水中。观察混合气体的颜色变化。
实验探究一：
任务3、探究温度对平衡的影响
任务3、探究温度对平衡的影响
实验步骤：
如图所示，把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶里，然后用夹子夹住乳胶管；把一只烧瓶放进热水中，另一只放进冰水中。观察混合气体的颜色变化。
实验探究一：
实验 放进热水中 放进冰水中
现象 红棕色加深 红棕色变浅
结论 升高温度，平衡逆向移动，NO2浓度增大 降低温度，平衡正向移动，NO2浓度减小
2NO2(红棕色) N2O4(无色) △H＝－56.9kJ/mol
热水
冰水
任务3、探究温度对平衡的影响
对于吸热反应来说，升高温度使K增大，Q对于放热反应来说，升高温度使K减小，Q>K，平衡向吸热方向 (逆反应方向)移动。
结论：在其他条件不变的情况下：
Q不变
T
移动方向
K变化
△H
浓度以及压强改变首先影响Q(浓度商)，进而促使化学平衡移动，温度的改变首先影响的是K(平衡常数)。
【例】现有两个可逆反应，其平衡常数与温度的关系如下图所示，试问反应（1）和（2）分别对应哪个图像？
（1）N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H＜0
（2）C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) △H＞0
平衡常数
温度
a
b
“化学平衡常数”与温度关系曲线
结论：（1）温度升高，K值增大，正反应吸热
（2）温度升高，K值减小，正反应放热
●
●
v'正
v'逆
●
●
v'正
v'逆
v'正=v'逆
v'正=v'逆
△H<0，升温
△H<0，降温
△H>0，升温
△H>0，降温
●
●
v'正
v'逆
v'正=v'逆
●
●
v'正
v'逆
v'正=v'逆
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
v
t
0
●
●
v正
v逆
t1
1、吸热方向改变程度大
2、只要温度升高，正逆速率都增大
3、图像不连续
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
向逆反应方向移动
向正反应方向移动
【例】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表：
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝__________________________
（2）该反应为_____反应（选填“吸热”、“放热”）．
（3）某温度下，物质的平衡浓度符合下式：
3c(CO2)c(H2)＝5c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为______
（4）若830℃时，向容器中充入1molCO、5molH2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K_____ 1.0（大于、小于或等于）
c(CO)c(H2O)/[c(CO2)c(H2)]
吸热
700℃
等于
（5）830℃，容器中的反应已达到平衡．在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积．平衡_____（选填“向正反应方向”、“向逆反应方向”、“不”）．
（6）若1200℃，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol/L 、2mol/L 、4mol/L、4mol/L，则此时上述反应的平衡移动方向为______________（正反应方向、逆反应方向或不移动）
不
逆反应方向
【例】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表：
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
加入催化剂会使化学平衡发生移动吗？
催化剂可以同等程度地改变正、逆反应速率，因此对化学平衡的移动没有影响，但可以改变反应达到平衡所需的时间。
想一想
任务4、探究催化剂对平衡的影响
催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物的百分含量；但可以改变达到平衡的时间。
v
t
v’正= v’逆
v正= v逆
含量
t
t1
t2
催化剂同步、等倍数改变v正和 v逆V’正= V’逆
外界条件的改变 化学平衡的移动
浓度 增大反应物浓度 / 减小生成物浓度 向正反应方向移动
减小反应物浓度 / 增大生成物浓度 向逆反应方向移动
温度 升高温度 向吸热反应方向移动
降低温度 向放热反应方向移动
压强 反应前后气体分子总数改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动
减小压强 向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体分子总数不变 改变压强 平衡不移动
催化剂 使用催化剂 平衡不移动
小结：影响化学平衡的因素(其他条件不变)以合成氨反应为例
（1）N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H＜0
四、有关化学平衡的计算
1、判断平衡的移动方向
H2(g)+I2(s) 2HI(g)
充入I2 移
升高温度 移
增大压强 移
2、
1、判断平衡的移动方向
1、判断平衡的移动方向
2、三段式计算
1、X(g)+2Y(g)=2Z(g),反应前X和Y以1:2充入，达平衡时，反应物的总物质的量和生成物总物质的量相等，求x得转化率。
2、三段式计算
2、三段式计算