高中化学鲁科版（2019）选择性必修一同步课件 2.2.4 反应条件对化学平衡的影响(二) 课件(共38张PPT)

(共38张PPT)
第4课时　反应条件对化学平衡的影响(二)
第2章　第2节　　
1.通过实验探究掌握浓度、压强对化学平衡的影响规律(重点)。
2.能从浓度商与平衡常数的视角定量解释浓度、压强对化学平衡的影响(难点)。
学习目标
浓度对化学平衡的影响
一
一定温度下，平衡状态
增大反应物浓度
减小反应产物浓度
减小反应物浓度
增大反应产物浓度
Q减小
Q＜K
平衡正向移动
Q减小
Q＜K
平衡正向移动
Q增大
Q＞K
平衡逆向移动
Q增大
Q＞K
平衡逆向移动
温度一定时，反应aA＋bB cC＋dD的平衡常数是一个定值。
1．浓度对化学平衡的影响
2．实验探究浓度对化学平衡的影响
实验原理 Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3(红色)
步骤1 向盛有5 mL 0.01 mol·L－1 FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 mol·L－1 KSCN溶液，将上述溶液平均分装在两支试管中
现象
步骤2 向其中一支试管滴加1 mol· L－1 FeCl3溶液4滴，振荡 向另一支试管中滴加1 mol·
L－1 KSCN溶液4滴，振荡
现象
溶液显红色
溶液红色加深
溶液红色加深
实验原理 Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3(红色)
步骤3 向上述两支试管中各加入少量铁粉，振荡
现象
实验结论
两试管中溶液的红色均变浅
对Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3的化学平衡，分别增大c(Fe3＋)和c(SCN－)后，Fe(SCN)3的浓度均增大，即化学平衡均向正反应方向移动；加入铁粉，Fe＋2Fe3＋=== 3Fe2＋，Fe3＋浓度减小，平衡逆向移动
3．在其他条件不变的情况下，浓度对化学平衡的影响规律
c(反应物)增大或c(反应产物)减小
c(反应物)减小或c(反应产物)增大
平衡正向移动
Q减小
K不变
Q＜K
平衡逆向移动
Q＞K
Q增大
K不变
为了提高产率，生产过程中常常将反应产物及时从体系中移走，使反应所建立的化学平衡不断地正向移动。
4．工业生产中的应用
在化工生产中，常常通过增加某一价廉、易得的反应物的浓度来提高另一昂贵、稀缺的反应物的转化率，从而降低生产成本。
2NH3
N2 ＋3H2
催化剂
高温、高压
思考：对于工业合成氨的反应，为了降低成本、提高产率可以采取哪些措施？
①适当提高N2的比例
②及时将NH3从反应混合物中分离出去
(1)增加固体或纯液体的量平衡不移动。
(2)只要是增大浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态；减小浓度，新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。
(3)反应物有两种或两种以上，增加一种物质的浓度，该物质的平衡转化率降低， 而其他物质的转化率提高。
(4)只有改变实际参加反应的离子浓度对平衡才有影响，如：
增加KCl固体的量平衡不移动。
FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3+3KCl
Fe3+＋3SCN- Fe(SCN)3
思考交流
1.正误判断
(1)合成氨反应中，增加N2的浓度，可使平衡正向移动，提高H2的转化率，降低成本
(2)C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在某温度下达到平衡后，增加一部分C(s)，v正增大，平衡正向移动
(3)恒容密闭容器中充入He，可使N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)平衡向正反应方向移动
(4)化学平衡向正反应方向移动，v逆一定比v正小
√
×
×
√
思考交流
2.观察表中数据，总结反应物的初始浓度与转化率变化规律。
对于1 200 ℃时的反应H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)，
初始浓度/(mol·L－1) 平衡转化率/%
c始(H2) c始(CO2) α(H2) α(CO2)
A 0.010 0 0.010 0 60 60
B 0.012 0 0.010 0 54 65
C 0.008 0 0.010 0 66 53
结论：______________________________________________________
_________________。
　　　增大一种反应物的浓度，可提高另一种反应物的转化率，而自身的转化率降低
思考交流
3.从速率变化的视角，理解浓度改变与平衡移动方向。以一定温度下，可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)为例：
(1)图1为上述反应建立平衡状态Ⅰ后，t1时刻只
增大O2浓度的v－t图像。
由图像获得如下信息(用“增大、减小、不变、
>、<、＝”等填空)：
①t1时刻v′正 ，v′逆 ，v′正 v′逆，
Q K，平衡向 移动。
增大
不变
＞
＜
正反应方向
思考交流
②一段时间后，反应达到平衡状态Ⅱ， 相等，平衡状态Ⅰ的反应速率v正 平衡状态Ⅱ的v′逆。
③平衡状态Ⅱ与平衡状态Ⅰ相比，各组分的浓
度：c(SO3) ，c(O2) ，c(SO2) ；反
应物的转化率：α(O2) ，α(SO2) ；反应
的平衡常数 。
正、逆反应速率
＜
增大
增大
减小
减小
增大
不变
思考交流
(2)图2表示上述反应已建立平衡状态Ⅰ，
①请画出t1时刻后只增大SO3浓度的v－t图像。
答案　
②分析建立新的平衡后，各组分的浓度、反应物的转化率与平衡状态Ⅰ相比的变化情况。
答案　各组分的浓度：c(SO3)增大，c(O2)增大，c(SO2)增大；反应物的转化率：α(O2)减小，α(SO2)减小。
思考交流
(3)图3表示上述反应已建立平衡状态Ⅰ，请画出t1时刻后只减小SO2浓度的v－t图像。
答案　
压强对化学平衡的影响
二
如果改变压强(容积)，以下反应各物质的浓度会如何变化？ 气体颜色如何变化？
交流讨论
红棕色
无色
2NO2(g) N2O4(g)
在其他条件不变的情况下，压强对化学平衡的影响规律
增大压强
Q＝K
平衡不移动
Q＞K
平衡逆向(气体分子总数减小)移动
Q＜K
平衡正向(气体分子总数减小)移动
Δvg＝0
Δvg＞0
Δvg＜0
Δvg＝(化学方程式中气态反应产物化学式前系数之和)－(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和)。
在其他条件不变的情况下，压强对化学平衡的影响规律
减小压强
Δvg＝0
Δvg＞0
Δvg＜0
Q＝K
平衡不移动
Q＜K
平衡正向(气体分子总数增大)移动
Q＞K
平衡逆向(气体分子总数增大)移动
Δvg＝(化学方程式中气态反应产物化学式前系数之和)－(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和)。
(1)当平衡混合物中都是固态或液态物质时，改变压强后化学平衡一般不发生移动。
(2)对有气体参加的可逆反应，在恒温恒容条件下，压强与气体的浓度成正比，因而压强对化学平衡的影响，要看压强改变是否使浓度商发生改变。
思考交流
1.正误判断
(1)有气体参与的反应，改变压强，平衡一定发生移动
(2)增大压强可使反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)平衡正向移动，原因是增大压强，v正增大，v逆减小
(3)对于反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)，其他条件不变时，增大压强，体系的颜色加深，平衡正向移动
×
×
×
思考交流
2.常温下，一定体积的密闭容器中，充入NO2和N2O4的混合气体，反应2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色)达到平衡。
(1)若将容器的体积缩小为原来的一半，平衡向_______方向移动，平衡后气体的颜色与原来相比_____(填“加深”“变浅”或“不变”)。
(2)从K与Q的视角论证平衡正向移动的原因：_____________________
_______________________________________________________________________________________________。
正反应
加深
思考交流
3.在一定温度下，反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)达到平衡，完成下列填空：
(1)若m＋n>p＋q，缩小容器的容积，增大压强[课下研究m＋n①化学平衡向 方向移动，平衡后c平(A) (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，c平(D) ，B的转化率 。
正反应
增大
增大
增大
思考交流
②在图中补全，t1时，增大压强后的v－t图像。
答案　
思考交流
(2)若m＋n＝p＋q，扩大容器的容积，
①Q K，化学平衡 移动，c平(A) ，c平(D) ，B的转化率 。
②在图中补全，t1时，减小压强后的v－t图像。
＝
不
减小
减小
不变
答案　
思考交流
4.在密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，达到平衡状态。
(1)保持温度、容积不变，再充入少量He。容器内压强增大平衡是否移动，阐述判断的理由。
答案　不移动。因为容器容积不变，则各物质的浓度未发生变化，Q＝K，则平衡不移动。
思考交流
(2)保持温度、容器压强不变，再充入少量He。容器的容积如何变化？平衡移动方向如何？简述判断的方法。
答案　容积增大，平衡逆向移动。扩大容器的容积，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，该反应逆向移动。或从Q变化分析，此时Q>K。
练后反思
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
思考交流
5.已知化学反应2A(？)＋B(g) 2C(？)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则下列物质的状态可能是A是____________，C是______。
固体或液体
气体
说明逆向为气体体积减小的反应，由于B为气体，所以C为气体，A为非气体。
勒 夏特列原理
三
1．外因对化学平衡的影响
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动
浓度 增大反应物浓度或减小反应产物浓度
减小反应物浓度或增大反应产物浓度
压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强
减小压强
反应前后气体分子数不变 改变压强
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
向气体分子数目减小的方向移动
向气体分子数目增大的方向移动
平衡不移动
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动
温度 升高温度
降低温度
催化剂 使用催化剂
向吸热反应方向移动
向放热反应方向移动
平衡不移动
如果改变一个条件，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动
2．勒·夏特列原理
(1)内容：如果改变平衡体系的一个条件(如温度、浓度或压强)，平衡将向减弱这个改变的方向移动。
(2)适用范围
已达到平衡的反应体系
×
不可逆过程或未达到平衡的可逆过程
(3)对原理中“减弱这个改变”的理解
“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”
缩小体积增大压强，混合气体颜色先加深，后变浅，达到新的平衡后混合体系颜色比原平衡时颜色深。
2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色)
思考交流
1.下列事实中，不能用勒·夏特列原理解释的是____(填字母)。
A.溴水中存在如下平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅
B.对2H2O2 2H2O＋O2的反应，使用MnO2可加快制备O2的反应速率
C.反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度，平衡
　向逆反应方向移动
D.合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，为使氨的产率提
　高，理论上应采取低温高压的措施
E.H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，缩小体积加压颜色加深
BE
催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响。
思考交流
2.在一密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，在某一时刻达到平衡，测得c(N2)＝1 mol·L－1，容器内压强为p，温度为T。
(1)再向容器中通入N2，使其浓度变为2 mol·L－1，并保持容积不变，再次达到平衡时c(N2)的范围是_________________________。
(2)将容器体积缩小至平衡时的一半，并保持温度不变，再次达到平衡时压强p′的范围是__________。
(3)迅速升温至T1，并保持容积不变，且不与外界进行热交换，再次达到平衡时，温度T′的范围是__________。
1 mol·L－1pT思考交流
3.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，平衡时测得C的浓度为0.50 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 mol·L－1。
(1)压缩容积时，平衡是否发生移动？移动的方向如何？
答案　发生移动，平衡逆向移动
(2)C的体积分数_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)x＋y z(填“>”“<”或“＝”)。
减小
＜