2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第2節(jié)第2課時影響化學(xué)平衡的因素教案新人教版選擇性必修第一冊

PAGE8-第2課時影響化學(xué)平衡的因素發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.通過試驗探究，了解溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)平衡狀態(tài)的影響。2．學(xué)會用圖示的方法表示在可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率隨外界條件的變更，并分析平衡移動的方向。一、化學(xué)平衡移動1．含義：在肯定條件下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，假如變更濃度、溫度、壓強(qiáng)等外界條件，原來的平衡狀態(tài)會被破壞，化學(xué)平衡會發(fā)生移動，在一段時間后達(dá)到新的平衡狀態(tài)。2．實質(zhì)：變更條件后：(1)v正≠v逆。(2)各組分的百分含量發(fā)生變更。3．圖示二、濃度對化學(xué)平衡的影響1．試驗探究濃度對化學(xué)平衡的影響原理Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3淺黃色無色紅色試驗步驟現(xiàn)象a試管中溶液呈紅色，b試管溶液紅色變淺，c試管中溶液紅色變深試驗結(jié)論增大c(Fe3＋)或c(SCN－)后，化學(xué)平衡均向正反應(yīng)方向移動，F(xiàn)e(SCN)3的濃度均增大，溶液紅色加深；滴加少量鐵粉，由于Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，使Fe3＋的濃度減小，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，F(xiàn)e(SCN)3的濃度減小，溶液紅色變淺。2.從v-t圖像相識濃度對平衡的影響化學(xué)平衡aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D為非固體)體系濃度變更增大反應(yīng)物濃度增大生成物濃度減小生成物濃度減小反應(yīng)物濃度速率變更v正瞬間增大，v逆瞬間不變，v′正>v′逆v逆瞬間增大，v正瞬間不變，v′逆>v′正v逆瞬間減小，v正瞬間不變，v′正>v′逆v正瞬間減小，v逆瞬間不變，v′逆>v′正平衡移動方向正向移動逆向移動正向移動逆向移動v圖象規(guī)律在其他條件不變的狀況下，增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，都可以使平衡向正反應(yīng)方向移動；增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度，都可以使平衡向逆反應(yīng)方向移動。三、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響1．試驗探究壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響試驗原理N2O4(g)2NO2(g)(紅棕色)Δνg>0試驗操作用三支相同的50mL注射器均抽入20mLNO2和N2O4混合氣體，將細(xì)管端用橡膠塞封閉將其次支針筒活塞快速推至10mL處(體積減小，壓強(qiáng)增大)將第三支針筒活塞快速拉至40mL處(體積增大，壓強(qiáng)減小)試驗現(xiàn)象氣體顏色先變深，后變淺，最終比原來深氣體顏色先變淺，后變深，最終比原來淺試驗結(jié)論壓強(qiáng)增大，體積減小時，c(NO2)變大后又減小，平衡向左移動壓強(qiáng)減小，體積增大時，c(NO2)減小后又增大，平衡向右移動2.從v-t圖像相識壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響化學(xué)平衡aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)計量關(guān)系a＋b>c＋da＋b<c＋d壓強(qiáng)變更增壓減壓增壓減壓速率變更v正、v逆同時增大，v′正>v′逆v正、v逆同時減小，v′逆>v′正v正、v逆同時增大，v′逆>v′正v正、v逆同時減小，v′正>v′逆平衡移動方向正向移動逆向移動逆向移動正向移動速率與時間的圖象規(guī)律在其他條件不變的狀況下，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體物質(zhì)的量增大的方向移動微點撥：壓強(qiáng)變更只影響有氣體參與或生成的可逆反應(yīng)，對于只涉及固體或液體的反應(yīng)，壓強(qiáng)的影響不予考慮。四、溫度對化學(xué)平衡的影響1．試驗探究溫度對化學(xué)平衡的影響試驗原理2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1紅棕色無色試驗步驟試驗現(xiàn)象熱水中混合氣體顏色加深；冰水中混合氣體顏色變淺試驗結(jié)論混合氣體受熱顏色加深，說明NO2濃度增大，即平衡向逆反應(yīng)方向移動；混合氣體被冷卻時顏色變淺，說明NO2濃度減小，即平衡向正反應(yīng)方向移動2.從v-t圖像相識溫度對化學(xué)平衡的影響化學(xué)平衡aA＋bBcC＋dDΔH>0溫度變更升溫降溫速率變更v正、v逆同時增大，且v′正>v′逆v正、v逆同時減小，且v′逆>v′正移動方向正向移動逆向移動速率與時間的圖像規(guī)律在其他條件不變的狀況下，上升溫度，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)的方向移動五、催化劑運用正催化劑，正、逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)相同，化學(xué)平衡不移動。其圖像如下：微點撥：若某可逆反應(yīng)在反應(yīng)前后氣體的總體積不發(fā)生變更，則增大該體系的壓強(qiáng)(壓縮容器體積)時，也可用上述圖像表示。催化劑對化學(xué)平衡有沒有影響？工業(yè)生產(chǎn)往往運用催化劑，其目的是什么？提示：催化劑能夠同等程度變更正、逆反應(yīng)的速率，所以運用催化劑不能使平衡發(fā)生移動，但是可以變更達(dá)到平衡所須要的時間。工業(yè)生產(chǎn)往往運用催化劑，其目的是加快化學(xué)反應(yīng)的速率，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。六、勒夏特列原理假如變更影響平衡的一個條件(如溫度、壓強(qiáng)及參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度)，平衡就向著能夠減弱這種變更的方向移動，該結(jié)論就是勒夏特列原理。微點撥：平衡移動的結(jié)果是“減弱”外界條件的影響，而不是“消退”外界條件的影響，更不是“扭轉(zhuǎn)”外界條件的影響。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)溫度變更，平衡肯定發(fā)生移動。 (√)(2)平衡正向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率肯定增大。 (×)(3)變更壓強(qiáng)時，平衡肯定發(fā)生移動。 (×)(4)變更外界條件使平衡正向移動的緣由是v正增大，v逆減小。 (×)(5)對于2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡時，若縮小反應(yīng)容器的體積，則c(NO2)減小。 (×)2．將NO2裝入帶活塞的密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡后，變更下列一個條件，其中敘述正確的是()A．上升溫度，氣體顏色加深，則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．漸漸壓縮氣體體積，平衡向右移動，混合氣體顏色變淺C．漸漸壓縮氣體體積，若體積減小一半，壓強(qiáng)增大，但小于原來的兩倍D．恒溫恒容時，充入惰性氣體，壓強(qiáng)增大，平衡向右移動，混合氣體的顏色變淺C[上升溫度，氣體顏色加深，則平衡向左移動，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；依據(jù)勒夏特列原理，混合氣體的顏色比原平衡深，壓強(qiáng)小于原平衡的兩倍，因此B錯誤，C正確；恒溫恒容，充入惰性氣體，c(NO2)和c(N2O4)均不變，平衡不移動，氣體的顏色不變，D錯誤。]3．反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行，試回答：(1)增加Fe的量，其正反應(yīng)速率________(填“增大”“不變”或“減小”，下同)，平衡________移動(填“不”“向正反應(yīng)方向”或“向逆反應(yīng)方向”，下同)。(2)將容器的體積縮小一半，其正反應(yīng)速率__________，平衡________移動。(3)保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大，其正反應(yīng)速率________，平衡________移動。(4)保持體積不變，充入水蒸氣，其正反應(yīng)速率________，平衡________移動。[解析]增加Fe的量，其正反應(yīng)速率不變，平衡不移動；將容器的體積縮小一半，壓強(qiáng)增大，其正反應(yīng)速率增大，但反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動；保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大，但容器中原氣體的濃度不變，正反應(yīng)速率不變，平衡不移動；保持體積不變，充入水蒸氣，反應(yīng)物的濃度增大，其正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動。[答案](1)不變不(2)增大不(3)不變不(4)增大向正反應(yīng)方向外界因素對化學(xué)平衡的影響(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識與微觀探析)生命過程與化學(xué)平衡移動親密相關(guān)。例如，在人體利用氧氣的過程中，血紅蛋白與氧氣的結(jié)合過程中，就涉及化學(xué)平衡的移動。人體中的血紅蛋白分子(Hb)與氧氣結(jié)合，形成氧合血紅蛋白分子——Hb(O2)，這一過程可以表示為Hb＋O2Hb(O2)。煤氣中的CO也能與血紅蛋白分子結(jié)合，即：Hb＋COHb(CO)。一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合的實力比氧氣分子強(qiáng)。血紅蛋白分子示意圖[問題1]閱讀材料并說明為什么空氣中一氧化碳濃度增大時會發(fā)生一氧化碳中毒？提示：空氣中一氧化碳濃度增大，更多的Hb(CO)取代Hb(O2)，造成人體缺氧，導(dǎo)致一氧化碳中毒。[問題2]思索并探討如何利用平衡移動原理設(shè)計合理的方法救治一氧化碳中毒的病人？簡述你的理由。提示：假如有人一氧化碳中毒，應(yīng)馬上切斷一氧化碳來源并將中毒者移至空氣流通處，必要時可以將其放到高壓氧艙中，增大氧氣濃度。影響化學(xué)平衡的因素變更的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動的方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動壓強(qiáng)(對有氣體參與的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體體積變更增大壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)減小的方向移動減小壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)增大的方向移動反應(yīng)前后氣體體積不變變更壓強(qiáng)平衡不移動溫度上升溫度向吸熱反應(yīng)方向移動降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動催化劑同等程度變更v正、v逆，平衡不移動“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響(1)恒溫恒容條件原平衡體系eq\o(→,\s\up10(充入惰性氣體))體系總壓強(qiáng)增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動。(2)恒溫恒壓條件原平衡體系eq\o(→,\s\up10(充入惰性氣體))容器容積增大，各反應(yīng)氣體的分壓減小→體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小1．在肯定條件下，發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)，達(dá)到化學(xué)平衡后，降低溫度，混合物的顏色變淺，下列有關(guān)該反應(yīng)的說法中正確的是()A．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)C．降溫后CO的濃度增大D．降溫后各物質(zhì)的濃度不變B[降低溫度，混合物顏色變淺，說明NO2濃度減小，平衡向右移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，CO濃度減小。]2．已知N2O4(無色)2NO2(紅棕色)?，F(xiàn)有如圖所示的三個燒瓶，分別充溢NO2氣體并分別放置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中：在(Ⅰ)中加入無水CaO，在(Ⅲ)中加入NH4Cl晶體，(Ⅱ)中不加其他任何物質(zhì)，發(fā)覺(Ⅰ)中紅棕色變深，(Ⅲ)中紅棕色變淺，下列敘述正確的是()ⅠⅡⅢA．CaO溶于水時汲取熱量B．該反應(yīng)的ΔH＞0C．NH4Cl溶于水時放出熱量D．燒瓶(Ⅲ)中氣體的壓強(qiáng)增大B(Ⅰ)中紅棕色變深，說明N2O42NO2平衡右移，該反應(yīng)吸熱，上升溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以CaO溶于水放熱，A錯誤；上升溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，B正確；(Ⅲ)中變淺，N2O42NO2平衡左移，說明NH4Cl溶于水時吸熱，C錯誤；N2O42NO2平衡左移，氣體的總物質(zhì)的量削減，壓強(qiáng)減小，D錯誤。1．下列說法不正確的是()A．反應(yīng)混合物各組分百分含量發(fā)生變更，化學(xué)平衡肯定發(fā)生了移動B．外界條件的變更引起濃度商或化學(xué)平衡常數(shù)變更，則平衡肯定發(fā)生移動C．平衡移動，反應(yīng)物的濃度肯定減小D．外界條件發(fā)生變更，化學(xué)平衡不肯定移動C[外界條件的變更使正、逆反應(yīng)速率不相等或Q≠K時才能使化學(xué)平衡發(fā)生移動。增大反應(yīng)物濃度化學(xué)平衡移動時反應(yīng)物的濃度增大。]2．下列因素不行能影響化學(xué)平衡移動的是()A．溫度 B．催化劑C．反應(yīng)物的濃度 D．壓強(qiáng)B[催化劑同等程度變更正、逆反應(yīng)速率，對化學(xué)平衡無影響。]3．反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，ΔH＞0，下列措施中能使平衡時eq\f(cCO,cCO2)增大的是()A．上升溫度 B．增大壓強(qiáng)C．充入肯定量CO D．再加入一些鐵粉A[eq\f(cCO,cCO2)為反應(yīng)的平衡常數(shù)，只受溫度的影響，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則使平衡時eq\f(cCO,cCO2)增大，可上升溫度。]4．中國首條“生態(tài)公路”在上海復(fù)興路隧道建成，它運用了“光觸媒”技術(shù)，在路面涂上一種光催化劑涂料，可將汽車尾氣中45%的NO和CO轉(zhuǎn)化成N2和CO2：2NO＋2CON2＋2CO2ΔH＜0。下列對此反應(yīng)的敘述中正確的是()A．降低溫度能使v正增大，v逆減小，平衡正向移動，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率B．增大壓強(qiáng)能使該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K增大C．運用光催化劑能增大NO的轉(zhuǎn)化率D．運用光催化劑能增大活化分子的百分?jǐn)?shù)D[降低溫度，正、逆反應(yīng)速率都減小，A錯誤；平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，則平衡常數(shù)不變，壓強(qiáng)不變更平衡常數(shù)，B錯誤；加入催化劑，平衡不移動，C錯誤；加入催化劑，可降低反應(yīng)的活化能，增大活化分子的百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率，D正確。]5．在水溶液中橙色的Cr2Oeq\o\al(2－,7)與黃色的CrOeq\o\al(2－,4)有下列平衡關(guān)系：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙黃色的。(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈________色。緣由是______________________________________________________。(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入過量稀硫酸，則溶液呈________色，緣由是______________________________________________________________________________________________________________。(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4為黃色沉淀)，則平衡____________(填“向左移動”或“向右移動”)，溶液顏色將____________。[解析]加堿中和溶液