第2课时 反应条件对化学平衡的影响

第2课时反应条件对化学平衡的影响【学习目标】1.理解外界条件(浓度、温度、压强等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。2.能运用化学平衡移动原理解释相关化学问题。

课前预习

课堂探究课前预习读教材学基础回顾知识衔接1.化学平衡状态的特征(1)“逆”,能建立化学平衡的反应一定是可逆反应。(2)“等”,处于化学平衡状态时,v正=v逆。(3)“动”,化学平衡是一种动态平衡,v正=v逆≠0。(4)“定”,条件不变时,各组分的浓度保持不变。(5)“变”,条件改变时,化学平衡发生移动。2.影响化学平衡状态的因素:温度、浓度、压强等。3.化学平衡的移动:当条件改变时,原来的化学平衡将被破坏,并在新的条件下建立起新的化学平衡。预习教材新知实验内容实验现象实验结论将充有NO2的烧瓶放入热水中红棕色明显

(填“加深”或“变浅”,下同)升高温度,平衡向

移动将充有NO2的烧瓶放入冷水中红棕色明显

.降低温度,平衡向

移动加深变浅左右(2)结论:研究发现,升高温度,化学平衡向

方向移动;降低温度,化学平衡向

方向移动。吸热放热实验编号实验现象实验结论①溶液颜色

.化学平衡向

反应方向移动②溶液颜色

.化学平衡向

反应方向移动加深加深正正(2)结论:研究发现,在其他条件不变的情况下,增大

或减小

,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大

.或减小

,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。反应物的浓度生成物的浓度生成物的浓度反应物的浓度3.压强对化学平衡的影响(1)实验在三支针筒中均抽入10cm3NO2气体[2NO2(g)N2O4(g)],将针筒前端封闭,将第二支针筒活塞迅速推至5cm3

处,将第三支针筒活塞迅速拉至20cm3处。实验编号实验现象实验结论第一支针筒第二支针筒气体颜色

,最终比第一支中的颜色____增大压强,化学平衡向生成

的方向移动第三支针筒气体颜色

,最终比第一支中的颜色____减小压强,化学平衡向生成

的方向移动先变深后变浅N2O4先变浅后变深NO2深浅(2)结论:研究发现,①Δνg=0改变压强,化学平衡状态

;②Δνg≠0增大压强,化学平衡向气态物质系数

的方向移动。不变减小【思考1】

温度、浓度、压强三因素改变哪一项,化学平衡一定会发生移动?答案:温度改变时,化学平衡一定发生移动,因为温度改变,其化学平衡常数K发生改变,此时Q≠K,平衡发生移动。而对于反应前后气体物质的量不变的反应,减小容器体积后,压强、各物质浓度都发生了改变,但平衡不发生移动。二、化学平衡移动原理在封闭体系中,如果只改变影响平衡体系的一个条件(如浓度、温度或压强等),平衡将向着

这种改变的方向移动。减弱【思考2】

如何理解化学平衡移动原理中“减弱”的含义?答案:化学平衡移动原理中“减弱”外界条件的改变只是减小,但不能“消除”。如(1)将平衡体系从30℃升温到50℃,平衡向吸热方向移动,使平衡体系温度降低,建立新平衡后30℃<T<50℃。(2)对前后气体物质的量有变化的反应加压,从2×105Pa加压到5×105Pa,平衡向气体物质的量减小方向移动以减小压强的改变,建立新平衡后2×105Pa<p<5×105Pa。自评预习效果1.下列关于化学反应的限度的说法中,正确的是(

)A.当可逆反应进行到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率都为零B.平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物浓度都不再改变C.化学反应的限度不可以通过改变反应条件而改变D.当可逆反应达到平衡时,这个反应达到最大限度DB

C

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课堂探究解疑难提能力探究1问题导引1.化学平衡最本质的特征是什么?2.在通过速率判断化学平衡状态时应注意什么?3.反应体系的压强不变能否一定可以作为平衡的标志?化学平衡状态的标志

【疑难剖析】1.判定条件与可逆反应是否相关(1)相关,则可作为平衡建立的标志。(2)无关,不能作为平衡建立的标志。【特别提示】

“向相反”是必须满足的,当我们利用反应速率来描述化学平衡状态时,可以是“同相等,向相反”或者“异相当,向相反”。(2)含量标志:各组分的物质的量、浓度或百分含量(如体积分数、物质的量分数等)保持不变。(3)其他标志(“√”表示可成为平衡标志,“×”表示不可成为平衡标志)【特别提示】

如果一个量成为可逆反应达到平衡的标志,该量必须经历一个由变化到不变的过程,如果该量自始至终不发生变化,则不能成为达到平衡的标志。解析:容器容积不变,随反应进行,混合气体的质量增大,混合气体的密度增大,当混合气体的密度不变,说明到达平衡状态,①正确;容器容积不变,反应前后气体的物质的量不变,容器内气体的压强始终不变,所以②错误,③错误;可逆反应随反应进行,各物质的浓度不断发生变化,当达到平衡状态时,各物质的浓度不变,④正确;反应前后气体的物质的量不变,随反应进行,混合气体的质量增大,混合气体的平均相对分子质量增大,平均相对分子质量不变,说明到达平衡状态,⑤正确;随反应进行,B的转化率增大,当B的转化率为定值,说明反应建立平衡,⑥正确。答案:A解析:X的分解速率属于正反应速率,Y的消耗速率属于逆反应速率,速率之比等于系数之比,v正(X)=2v逆(Y),说明反应达到平衡状态,而这里是2v正(X)=v逆(Y),A不能说明反应达到平衡状态;单位时间内生成1molY为正反应速率,生成2molX为逆反应速率,且正逆反应速率之比等于系数之比,是平衡状态,B可以说明;该反应是一个反应前后气体的质量改变的化学反应,当反应达到平衡状态时,混合气体的质量不再发生变化,容器的体积不变,导致混合气体的密度不再变化,C可以说明;根据平衡状态的概念可知,当反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变时即是平衡状态,所以反应容器中Y的质量分数不变是平衡状态,D可以说明。A

探究2问题导引1.如何借助K与Q的相对大小判断化学平衡移动的方向?2.温度升高时,放热和吸热反应方向的K值如何变化,K与Q的相对大小关系如何?3.平衡体系中充入惰性气体,平衡是否一定会发生移动?影响化学平衡的外界因素

【疑难剖析】1.温度对化学平衡的影响反应类型温度变化K值变化Q与K关系平衡移动方向放热反应升温减小Q>K逆向移动降温增大Q<K正向移动吸热反应升温增大Q<K正向移动降温减小Q>K逆向移动2.浓度对化学平衡的影响浓度变化Q值变化Q与K关系平衡移动方向反应物浓度增大减小Q<K正向移动生成物浓度减小反应物浓度减小增大Q>K逆向移动生成物浓度增大3.压强对化学平衡的影响方程式中气态物质系数变化压强变化Q值变化Q与K关系平衡移动方向增大增大增大Q>K逆向移动减小减小Q<K正向移动减小增大减小Q<K正向移动减小增大Q>K逆向移动不变增大不变Q=K不移动减小解析:该反应正反应是吸热反应,降温,平衡逆向移动,c(Br2)减小,混合气体的颜色变浅,A错误;缩小体积,压强增大,平衡不移动,c(Br2)增大,混合气体的颜色变深,B正确;减小压强平衡不移动,但体积增大,c(Br2)减小,混合气体的颜色变浅,C错误;增大氢气的浓度,平衡向逆反应方向移动,c(Br2)减小,混合气体的颜色变浅,D错误。答案:B解析:(1)减小压强平衡向气体物质的量增大方向移动,则m+n<p。(2)增加B的量,平衡不移动,B是非气态。(3)增大压强可使平衡发生移动,表明反应前后气体物质的量有变化,又m+n=p,则B是非气体,m<p,加压平衡左移。(4)加热使C质量增加,平衡右移,正反应是吸热反应。答案:(1)m+n<p

(2)非气态(3)逆反应方向(4)吸热探究3问题导引1.在分析化学平衡图像时的基本步骤是什么?2.在解答多条件下的平衡图像题时需注意什么?化学平衡图像

【疑难剖析】1.化学平衡图像题的解题步骤(1)看图像一看面(即纵坐标与横坐标的意义),二看线(即线的走向和变化趋势),三看点(即起点、折点、交点、终点),四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等),五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。(2)想规律联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)做判断根据图像中表现的关系与所学规律相对比,做出符合题目要求的判断。2.化学平衡图像题的解答原则(1)“定一议二”原则在化学平衡图像中,了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义。图像中有两个影响平衡的因素时,先确定一个不变,再讨论另一个对平衡的影响。(2)“先拐先平,数值大”原则对于同一化学反应在化学平衡图像中,先出现拐点的反应先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图甲所示,α表示反应物的转化率)或表示的压强较大[如图乙所示,φ(A)表示反应物的体积分数]。甲表示:①T2>T1,②正反应放热。乙表示:①p1<p2,②正反应为气体总体积缩小的反应。3.图像的基本类型(1)浓度或物质的量—时间图像(c-t或n-t)此类图像可用于写出化学反应方程式、求出反应物的转化率、判断是否是可逆反应等。分析此类图像的关键是正确判断谁是反应物、生成物及反应物与生成物的系数关系。须特别注意的是该图像中也出现了交点,但此交点仅表示在t2时刻反应物的物质的量等于生成物的物质的量,不能代表反应已经达到平衡状态,只有当反应物或生成物物质的量不随时间而变化时(即t3),方能说明可逆反应达到平衡状态。(2)转化率或百分含量—时间—温度(压强)图像(3)恒温(压)线图像解析:该反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,C的物质的量浓度减小,A正确;根据反应前后系数的大小可以看出,增大压强平衡向正反应方向移动,正逆反应速率都增大,且v(正)>v(逆),B错误;催化剂同等程度地改变正逆反应速率,平衡不发生移动,C错误;该反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,根据反应前后系数的大小可以看出