第2課時反應條件對化學平衡的影響【學習目標】1.理解外界條件(濃度、溫度、壓強等)對化學平衡的影響,認識其一般規律。2.能運用化學平衡移動原理解釋相關化學問題。

課前預習

課堂探究課前預習讀教材學基礎回顧知識銜接1.化學平衡狀態的特征(1)“逆”,能建立化學平衡的反應一定是可逆反應。(2)“等”,處于化學平衡狀態時,v正=v逆。(3)“動”,化學平衡是一種動態平衡,v正=v逆≠0。(4)“定”,條件不變時,各組分的濃度保持不變。(5)“變”,條件改變時,化學平衡發生移動。2.影響化學平衡狀態的因素:溫度、濃度、壓強等。3.化學平衡的移動:當條件改變時,原來的化學平衡將被破壞,并在新的條件下建立起新的化學平衡。預習教材新知實驗內容實驗現象實驗結論將充有NO2的燒瓶放入熱水中紅棕色明顯

(填“加深”或“變淺”,下同)升高溫度,平衡向

移動將充有NO2的燒瓶放入冷水中紅棕色明顯

.降低溫度,平衡向

移動加深變淺左右(2)結論:研究發現,升高溫度,化學平衡向

方向移動;降低溫度,化學平衡向

方向移動。吸熱放熱實驗編號實驗現象實驗結論①溶液顏色

.化學平衡向

反應方向移動②溶液顏色

.化學平衡向

反應方向移動加深加深正正(2)結論:研究發現,在其他條件不變的情況下,增大

或減小

,都可以使化學平衡向正反應方向移動;增大

.或減小

,都可以使化學平衡向逆反應方向移動。反應物的濃度生成物的濃度生成物的濃度反應物的濃度3.壓強對化學平衡的影響(1)實驗在三支針筒中均抽入10cm3NO2氣體[2NO2(g)N2O4(g)],將針筒前端封閉,將第二支針筒活塞迅速推至5cm3

處,將第三支針筒活塞迅速拉至20cm3處。實驗編號實驗現象實驗結論第一支針筒第二支針筒氣體顏色

,最終比第一支中的顏色____增大壓強,化學平衡向生成

的方向移動第三支針筒氣體顏色

,最終比第一支中的顏色____減小壓強,化學平衡向生成

的方向移動先變深后變淺N2O4先變淺后變深NO2深淺(2)結論:研究發現,①Δνg=0改變壓強,化學平衡狀態

;②Δνg≠0增大壓強,化學平衡向氣態物質系數

的方向移動。不變減小【思考1】

溫度、濃度、壓強三因素改變哪一項,化學平衡一定會發生移動?答案:溫度改變時,化學平衡一定發生移動,因為溫度改變,其化學平衡常數K發生改變,此時Q≠K,平衡發生移動。而對于反應前后氣體物質的量不變的反應,減小容器體積后,壓強、各物質濃度都發生了改變,但平衡不發生移動。二、化學平衡移動原理在封閉體系中,如果只改變影響平衡體系的一個條件(如濃度、溫度或壓強等),平衡將向著

這種改變的方向移動。減弱【思考2】

如何理解化學平衡移動原理中“減弱”的含義?答案:化學平衡移動原理中“減弱”外界條件的改變只是減小,但不能“消除”。如(1)將平衡體系從30℃升溫到50℃,平衡向吸熱方向移動,使平衡體系溫度降低,建立新平衡后30℃<T<50℃。(2)對前后氣體物質的量有變化的反應加壓,從2×105Pa加壓到5×105Pa,平衡向氣體物質的量減小方向移動以減小壓強的改變,建立新平衡后2×105Pa<p<5×105Pa。自評預習效果1.下列關于化學反應的限度的說法中,正確的是(

)A.當可逆反應進行到平衡狀態時,正反應速率和逆反應速率都為零B.平衡狀態是一種靜止的狀態,因為反應物和生成物濃度都不再改變C.化學反應的限度不可以通過改變反應條件而改變D.當可逆反應達到平衡時,這個反應達到最大限度DB

C

答案:(1)不移動不變(2)向逆反應方向移動增大(3)不移動不變(4)向正反應方向移動增大課堂探究解疑難提能力探究1問題導引1.化學平衡最本質的特征是什么?2.在通過速率判斷化學平衡狀態時應注意什么?3.反應體系的壓強不變能否一定可以作為平衡的標志?化學平衡狀態的標志

【疑難剖析】1.判定條件與可逆反應是否相關(1)相關,則可作為平衡建立的標志。(2)無關,不能作為平衡建立的標志。【特別提示】

“向相反”是必須滿足的,當我們利用反應速率來描述化學平衡狀態時,可以是“同相等,向相反”或者“異相當,向相反”。(2)含量標志:各組分的物質的量、濃度或百分含量(如體積分數、物質的量分數等)保持不變。(3)其他標志(“√”表示可成為平衡標志,“×”表示不可成為平衡標志)【特別提示】

如果一個量成為可逆反應達到平衡的標志,該量必須經歷一個由變化到不變的過程,如果該量自始至終不發生變化,則不能成為達到平衡的標志。解析:容器容積不變,隨反應進行,混合氣體的質量增大,混合氣體的密度增大,當混合氣體的密度不變,說明到達平衡狀態,①正確;容器容積不變,反應前后氣體的物質的量不變,容器內氣體的壓強始終不變,所以②錯誤,③錯誤;可逆反應隨反應進行,各物質的濃度不斷發生變化,當達到平衡狀態時,各物質的濃度不變,④正確;反應前后氣體的物質的量不變,隨反應進行,混合氣體的質量增大,混合氣體的平均相對分子質量增大,平均相對分子質量不變,說明到達平衡狀態,⑤正確;隨反應進行,B的轉化率增大,當B的轉化率為定值,說明反應建立平衡,⑥正確。答案:A解析:X的分解速率屬于正反應速率,Y的消耗速率屬于逆反應速率,速率之比等于系數之比,v正(X)=2v逆(Y),說明反應達到平衡狀態,而這里是2v正(X)=v逆(Y),A不能說明反應達到平衡狀態;單位時間內生成1molY為正反應速率,生成2molX為逆反應速率,且正逆反應速率之比等于系數之比,是平衡狀態,B可以說明;該反應是一個反應前后氣體的質量改變的化學反應,當反應達到平衡狀態時,混合氣體的質量不再發生變化,容器的體積不變,導致混合氣體的密度不再變化,C可以說明;根據平衡狀態的概念可知,當反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變時即是平衡狀態,所以反應容器中Y的質量分數不變是平衡狀態,D可以說明。A

探究2問題導引1.如何借助K與Q的相對大小判斷化學平衡移動的方向?2.溫度升高時,放熱和吸熱反應方向的K值如何變化,K與Q的相對大小關系如何?3.平衡體系中充入惰性氣體,平衡是否一定會發生移動?影響化學平衡的外界因素

【疑難剖析】1.溫度對化學平衡的影響反應類型溫度變化K值變化Q與K關系平衡移動方向放熱反應升溫減小Q>K逆向移動降溫增大Q<K正向移動吸熱反應升溫增大Q<K正向移動降溫減小Q>K逆向移動2.濃度對化學平衡的影響濃度變化Q值變化Q與K關系平衡移動方向反應物濃度增大減小Q<K正向移動生成物濃度減小反應物濃度減小增大Q>K逆向移動生成物濃度增大3.壓強對化學平衡的影響方程式中氣態物質系數變化壓強變化Q值變化Q與K關系平衡移動方向增大增大增大Q>K逆向移動減小減小Q<K正向移動減小增大減小Q<K正向移動減小增大Q>K逆向移動不變增大不變Q=K不移動減小解析:該反應正反應是吸熱反應,降溫,平衡逆向移動,c(Br2)減小,混合氣體的顏色變淺,A錯誤;縮小體積,壓強增大,平衡不移動,c(Br2)增大,混合氣體的顏色變深,B正確;減小壓強平衡不移動,但體積增大,c(Br2)減小,混合氣體的顏色變淺,C錯誤;增大氫氣的濃度,平衡向逆反應方向移動,c(Br2)減小,混合氣體的顏色變淺,D錯誤。答案:B解析:(1)減小壓強平衡向氣體物質的量增大方向移動,則m+n<p。(2)增加B的量,平衡不移動,B是非氣態。(3)增大壓強可使平衡發生移動,表明反應前后氣體物質的量有變化,又m+n=p,則B是非氣體,m<p,加壓平衡左移。(4)加熱使C質量增加,平衡右移,正反應是吸熱反應。答案:(1)m+n<p

(2)非氣態(3)逆反應方向(4)吸熱探究3問題導引1.在分析化學平衡圖像時的基本步驟是什么?2.在解答多條件下的平衡圖像題時需注意什么?化學平衡圖像

【疑難剖析】1.化學平衡圖像題的解題步驟(1)看圖像一看面(即縱坐標與橫坐標的意義),二看線(即線的走向和變化趨勢),三看點(即起點、折點、交點、終點),四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等),五看量的變化(如濃度變化、溫度變化等)。(2)想規律聯想外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規律。(3)做判斷根據圖像中表現的關系與所學規律相對比,做出符合題目要求的判斷。2.化學平衡圖像題的解答原則(1)“定一議二”原則在化學平衡圖像中,了解縱坐標、橫坐標和曲線所表示的意義。圖像中有兩個影響平衡的因素時,先確定一個不變,再討論另一個對平衡的影響。(2)“先拐先平,數值大”原則對于同一化學反應在化學平衡圖像中,先出現拐點的反應先達到平衡,先出現拐點的曲線表示的溫度較高(如圖甲所示,α表示反應物的轉化率)或表示的壓強較大[如圖乙所示,φ(A)表示反應物的體積分數]。甲表示:①T2>T1,②正反應放熱。乙表示:①p1<p2,②正反應為氣體總體積縮小的反應。3.圖像的基本類型(1)濃度或物質的量—時間圖像(c-t或n-t)此類圖像可用于寫出化學反應方程式、求出反應物的轉化率、判斷是否是可逆反應等。分析此類圖像的關鍵是正確判斷誰是反應物、生成物及反應物與生成物的系數關系。須特別注意的是該圖像中也出現了交點,但此交點僅表示在t2時刻反應物的物質的量等于生成物的物質的量,不能代表反應已經達到平衡狀態,只有當反應物或生成物物質的量不隨時間而變化時(即t3),方能說明可逆反應達到平衡狀態。(2)轉化率或百分含量—時間—溫度(壓強)圖像(3)恒溫(壓)線圖像解析:該反應為放熱反應,溫度升高平衡向逆反應方向移動,C的物質的量濃度減小,A正確;根據反應前后系數的大小可以看出,增大壓強平衡向正反應方向移動,正逆反應速率都增大,且v(正)>v(逆),B錯誤;催化劑同等程度地改變正逆反應速率,平衡不發生移動,C錯誤;該反應為放熱反應,溫度升高平衡向逆反應方向移動,A的轉化率降低,根據反應前后系數的大小可以看出