化学人教版（2019）选择性必修1 2.2.3影响化学平衡的影响因素 课件（共27张ppt）

第二节
化学平衡
第3课时 影响化学平衡的因素
第二章 化学反应速率与化学平衡
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： 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。
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
？
1. 概念：在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，化学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。
一、化学平衡的移动
研究对象：已建立平衡状态的体系。
平衡移动的本质原因：v正≠ v逆
新知梳理
2. 化学平衡移动方向的判断方法：
v正＞ v逆
平衡向正反应方向移动
v正＜ v逆
平衡向逆反应方向移动
v正＝ v逆
平衡未被破坏，平衡不移动
(1)速率判断：
条件改变
Q＜K，反应向正方向进行
Q = K，反应达到平衡状态
Q ＞K，反应向逆方向进行
(2)浓度商判断：
对于一般的可逆反应：
mA(g)＋nB(g) ? pC(g)＋qD(g)
【思考】 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。
【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
催化剂
浓 度
温 度
压 强
b加入少量铁粉
实验现象:
a对照组
红色加深
红色变浅
c 滴入4滴
1 mol/L KSCN溶液
c(SCN-)↑?红色变深?平衡向正向移动
c(Fe3+)↓?红色变浅?平衡向逆向移动
总结：增大反应物的浓度，平衡向____反应方向移动；
减小反应物的浓度，平衡向____反应方向移动。
二、影响化学平衡移动的条件
1. 浓度的变化对化学平衡的影响
实验结论：
正
逆
Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3
浅黄色　 无色 　　　 红色
(1)结论：增加反应物的浓度或减少生成物的浓度平衡向正反应方向移动；减小反应物的浓度或增加生成物的浓度平衡向逆反应方向移动。
(2)理论解释：浓度的改变导致浓度商的改变，但K不变，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。
1．浓度对化学平衡的影响
(3)意义：在含两种或两种以上反应物的反应中，增大一种反应物的浓度，其他物质的转化率提高，而该物质的转化率通常降低。故在实际工业生产中往往增大成本较低的反应物的浓度，以提高成本较高的原料的转化率，降低成本。
【图像分析】
增大反应物浓度
v?(正)
v?(逆)
【思考】若 t1 时刻增大反应物浓度，正、逆反应速率瞬间怎么变化？后续又如何变化？画出增大反应物浓度的速率-时间图像。
减小反应物浓度
v?(逆)
v?(正)
v'正＝v'逆
v'正＝v'逆
平衡向正反应方向移动
平衡向逆反应方向移动
●
●
v'正
v'逆
v'正=v'逆
●
●
v'正
v'逆
增大反应物的浓度
减小生成物的浓度
●
●
v'正
v'逆
●
●
v'正
v'逆
增大生应物的浓度
减小反应成物的浓度
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
由以上图示可以得出结论：
①改变反应物浓度瞬间，只能改变正反应速率
改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率
②改变浓度瞬间，
若v(正)>v(逆)，平衡向正反应方向移动
若v(逆)>v(正)，平衡向逆反应方向移动
③新旧平衡速率比较：
增大浓度，新平衡速率大于旧平衡速率
减小浓度，新平衡速率小于旧平衡速率
(4)浓度对化学平衡移动的几个注意点
①对平衡体系中的固态和纯液态物质，其浓度可看作一个常数，增加或减小固态或液态纯净物的量并不 影响v正、 v逆的大小，所以化学平衡不移动。
②只要是增大浓度，不论增大的是反应物浓度，还是生成物浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态的反应速率； 即 v'正=v'逆＞ v正=v逆；减小浓度，新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态的反应速率。即v'正=v'逆＜ v正=v逆。
在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，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，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
④改变的浓度必须是真正参与反应的物质的浓度，否则平衡不移动。
③稀水溶液中增加水的量，视为对别的物质的稀释。
(1)试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”。
思考与讨论
Cl2溶解于水，存在溶解平衡。 溶解的部分Cl2能与水反应：
Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO
(2)H2O(g) +C(s) CO(g) + H2(g)，在密闭容器中进行。一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO浓度有何变化？
①增大水蒸汽浓度
②加入固体炭
③增加H2浓度
正向移动，CO浓度增大
逆向移动，CO浓度减小
不移动，CO浓度不变
结论：对平衡体系中的固态和纯液态物质，增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响v正、v逆的大小，所以化学平衡不移动。
2NO2(g) N2O4(g)
红棕色 无色
【实验原理】
【实验现象】
2. 压强的变化对化学平衡的影响
（1）压强增大：气体颜色先变深，后变浅。
【实验解释】
（1）压缩体积，使得c(NO2)瞬间变大，之后反应向正方向移动。
（2）增大体积，使得c(NO2)瞬间变小，之后反应向逆方向移动。
（2）压强减小：气体颜色先变浅，后变深。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验
（同温度下）
压强
各物质浓度
（mol·L-1）
浓度商
(Q )
平衡移动方向
NO2
N2O4
原化学平衡容器容积为V
p1
a
b
增大压强缩小容积至V/2时
减小压强扩大容积至2V 时
2NO2(g) N2O4(g)
2p1
Q1＝ba2 =K
?
2a
2b
Q2＝2b(2a)2＝b2a2 = K2?
p12
?
a2
?
b2
?
Q3＝b2??(a2)2＝2ba2=2K>K
?
正反应方向移动
逆反应方向移动
【理论分析】
同样方法研究：当温度不变时，K 不变。
【结论P37】有气体参加的可逆反应，当达到平衡时，在其他条件不变时：
①增大压强（减小容器的容积）会使化学平衡向气体体积______的方向移动；
②减小压强（增大容器的体积）会使化学平衡向气体体积______的方向移动；
③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，平衡 _______移动。
缩小
增大
不发生
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
2NH3(g) N2(g) + 3H2 (g)
增大压强体积缩小
Q=K，平衡不移动
Q>K，平衡逆反应方向移动
减小压强体积扩大
Q=K，平衡不移动
Q 思考与讨论
(1)有气体参加的反应可能出现反应后气体体积增大、减小或不变三种情况。请根据三种不同的情况进行分析，体系压强增大会使化学平衡状态发生怎样的变化?
(2)对于只有固体或液体参加的反应，体系压强的改变会使化学平衡状态发生变化吗?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}化学方程式中气态物质化学计量数变化
压强变化
平衡移动方向
Δv＞0
增大
逆向移动
减小
正向移动
Δv＜0
增大
正向移动
减小
逆向移动
Δv＝0
增大
不移动
减小
不移动
不变
●
●
v'正
v'逆
v'正=v'逆
●
●
v'逆
v'正
a+b>c 加压
a+b>c 减压
●
●
v'正
v'逆
●
●
v'逆
v'正
a+ba+bv'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
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
（以aA(g)+bB(气) ? cC(气)为例）
压强对化学平衡的影响
①对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响；
②平衡混合物都是固体或液体的，改变压强不能使平衡移动；
③压强的变化必须改变混合物浓度（即容器体积有变化）才能使平衡移动；
④恒容时，通入稀有气体，压强增大，平衡不移动；恒压时，通入稀有气体，体积增大，平衡向气体体积增大的方向移动；
⑤在恒容容器中，改变其中一种气态物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动的方向时，应以浓度的影响进行分析；
⑥同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响；
⑦溶液稀释或浓缩与气体减压或增压的化学平衡移动规律相似。
2NO2(g)?N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol-1
红棕色 无色
【实验原理】
【实验操作】
3、温度对化学平衡的影响
20
热水 冰水
【温度对化学平衡的影响——理论分析】
对于放热反应，升温使K减小，Q>K，平衡向逆反应方向(吸热方向)移动。
对于吸热反应，升温使K增大，Q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)。
温度
623 K
698 K
763 K
平衡常数
66 .9
54.4
45.9
不同温度下 的平衡常数
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ΔH<0
区别
v?(逆)
v?(正)
v'正＝v'逆
升
高
温
度
v?(逆)
v?(正)
v'正＝v'逆
降
低
温
度
【图像分析】
正反应是放热反应
正反应是吸热反应
v?(正)
v?(逆)
v'正＝v'逆
升
高
温
度
v?(正)
v?(逆)
v'正＝v'逆
降
低
温
度
23
催化剂降低了反应的活化能，正反应的活化能降低，逆反应的活化能也降低，正逆反应的活化分子百分数增加倍数相同，正逆反应速率增加的倍数也相等。催化剂不能改变达到平衡状态的反应混合物的组成，只改变到达平衡的时间。
v?(正)= v?(逆)
4、催化剂对化学平衡的影响
【图像分析】
含量
t
t1
t2
当其他条件不变时，加入催化剂平衡不移动，但使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。即加入催化剂，化学平衡不移动。
【理论分析】
24
1. 定义：如果改变影响平衡的一个条件（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。这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理。
注：
①此原理只适用于已达平衡的体系；
②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况（温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；
③平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。
三、勒夏特列原理
增谁减谁
增（减）者必增（减）
移动方向：
移动结果：
总结
减谁增谁
原平衡（100℃）
升温到200℃
减弱（降温）
吸热反应方向移动
减弱但不抵消
新平衡（温度介于100-200℃之间）
2. 平衡移动的结果：
“减弱”外界条件的影响，而不能“消除”外界条件的影响。
【举例】
课堂总结
外界条件的改变
平衡移动方向
平衡移动结果
浓度
增大反应物浓度/ 减小生成物浓度
向正反应方向移动
反应物浓度减小/ 生成物浓度增大
减小反应物浓度 / 增大生成物浓度
向逆反应方向移动
反应物浓度增大/ 生成物浓度减小
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
体系温度降低
降低温度
向放热反应方向移动
体系温度升高
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
体系压强减小
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
体系压强增大
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

随堂练习
1. 关节炎是因为在关节滑液中形成了尿酸钠晶体，尤其是在寒冷季节易诱发关节疼痛，其化学机理如下：
①HUr(尿酸)＋H2O Ur－(尿酸根离子)＋H3O＋
②Ur－(aq)＋Na＋(aq) NaUr(s)
下列对反应②的叙述正确的是(　　)
A．正反应为吸热反应
B．正反应为放热反应
C．升高温度，平衡向正反应方向移动
D．降低温度，平衡向逆反应方向移动
B