反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響-講課

《化學(xué)反應(yīng)原理》(選修)

第2章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度

之三：反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識(shí)與技能：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，并能用相關(guān)理論加以解釋。過(guò)程與方法：通過(guò)探究活動(dòng)，形成實(shí)驗(yàn)探究的能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)對(duì)個(gè)人和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】溫度、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】溫度、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響。2NO2(g)N2O4(g)△H=－57.2kJ·mol-1

紅棕色

無(wú)色

序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)論(平衡移動(dòng)方向)溫度變化混合氣體顏色c(NO2)1將充有NO2的燒瓶放入冷水中2將充有NO2的燒瓶放入熱水中降溫顏色變淺減小正向升溫顏色變深增大逆向活動(dòng)·探究溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響正向正向

升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)。[HI]=0.80mol·L-1[H2]=0.40mol·L-1[I2]=0.40mol·L-1[HI]=1.20mol·L-1[H2]=0.20mol·L-1[I2]=0.20mol·L-1[N2]=19.5mol·L-1[H2]=38.5mol·L-1[NH3]=11mol·L-1[N2]=20mol·L-1[H2]=40mol·L-1[NH3]=10mol·L-1N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

△H<0移動(dòng)方向新平衡狀態(tài)改變條件原平衡狀態(tài)可逆反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)

△H>0交流研討降溫升溫2NH3(g)

N2(g)+3H2(g)

△H=+92.2kJ·mol-11002.00.0015K/(mol·L-1)2873673473

T/K0.6016.8K/(mol·L-1)-1333298T/K2NO2(g)N2O4(g)

△H=－57.2kJ·mol-1

升高溫度，平衡常數(shù)K減少，平衡逆向移動(dòng)；降低溫度，平衡常數(shù)K增加，平衡正向移動(dòng)。交流研討通過(guò)表格數(shù)據(jù)結(jié)合課本P47思考：溫度能使平衡移動(dòng)，其移動(dòng)的本質(zhì)是什么？規(guī)律：1、升高溫度化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng)，降低溫度化學(xué)平衡向放熱方向移動(dòng)。2、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響是通過(guò)改變平衡常數(shù)實(shí)現(xiàn)的。在一定體積的密閉容器中，反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的化學(xué)平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問(wèn)題：

(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

。

(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)為

反應(yīng)(填”吸熱”或”放熱”)。

(3)某溫度下,平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)

c(H2O)，可判斷此時(shí)的溫度為

℃。吸熱[CO][H2O][CO2][H2]830遷移應(yīng)用請(qǐng)根據(jù)提供的試劑和儀器，按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案證明上述預(yù)測(cè)。試劑：0.01mol·L-1FeCl3溶液、0.03mol·L-1KSCN溶液、

1mol·L-1FeCl3溶液、1mol·L-1KSCN溶液儀器：膠頭滴管、點(diǎn)滴板等編號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象移動(dòng)方向1先加5滴0.03mol·L-1KSCN溶液，再取2滴0.01mol·L-1FeCl3溶液與之混合，觀察顏色變化；然后再加2滴1mol·L-1FeCl3溶液，觀察顏色變化。2先加5滴0.03mol·L-1KSCN溶液，再取2滴0.01mol·L-1FeCl3溶液與之混合，觀察顏色變化；然后再加2滴1mol·L-1KSCN溶液，觀察顏色變化。溶液呈血紅色后加深正向移動(dòng)溶液呈血紅色后加深正向移動(dòng)活動(dòng)·探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響改變濃度Q、K關(guān)系平衡移動(dòng)方向增大反應(yīng)物增大c(FeCl3)或c(KSCN）增大生成物增大c[Fe(SCN)3]正向逆向二、請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)Fe3+(aq)

+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)討論改變反應(yīng)物或生成物濃度對(duì)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，本質(zhì)原因是什么？（P48）Q<KQ>K交流研討1、增大反應(yīng)物濃度或降低生成物的濃度平衡正向移動(dòng)一、濃度改變時(shí)化學(xué)平衡怎樣移動(dòng)？2、增大生成物濃度或降低反應(yīng)物的濃度平衡逆向移動(dòng)

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H

=_197.8kJ·mol-1是硫酸制造工業(yè)的基本反應(yīng)。在生產(chǎn)中通常采用通入過(guò)量的空氣的方法。為什么？

提高O2在原料氣中的比例，使SO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高，從而降低生產(chǎn)成本。思考原平衡狀態(tài)

新平衡狀態(tài)

平衡移動(dòng)濃度借助Q與K的相對(duì)大小進(jìn)行判斷升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)

降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)溫度溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響是通過(guò)改變平衡常數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的改變濃度，若Q>K，平衡逆向移動(dòng)改變濃度，若Q<K，平衡正向移動(dòng)小結(jié)精題點(diǎn)撥在一定條件下,反應(yīng)CO+NO2CO2+NO達(dá)到平衡后，降低溫度，混合氣體的顏色變淺。下列判斷正確的是()A.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

C.CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低

D.各物質(zhì)的濃度不變B

1.關(guān)節(jié)炎病因是在關(guān)節(jié)滑液中形成尿酸鈉晶體，尤其在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關(guān)節(jié)疼痛。其化學(xué)機(jī)理為：①HUr+H2OUr-+H3O+

尿酸尿酸根離子②Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)下列對(duì)反應(yīng)②敘述中正確的是()A.正反應(yīng)的△H>0B.正反應(yīng)的△H<0C.升高溫度，平衡正向移動(dòng)

D.降低溫度，平衡正向移動(dòng)練習(xí)BD練習(xí)

2.在一定條件下，反應(yīng)H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的△H<0，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)且其它條件不變時(shí)：

(1)如果升高溫度,平衡混合物的顏色

；

(2)如果在體積固定的容器中加入一定量的氫氣，化學(xué)平衡

移動(dòng)，Br2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率

(變大、變小或不變)。

3.鉻酸鉀(K2CrO4)與重鉻酸鉀(K2Cr2O7)有如下轉(zhuǎn)化:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

黃色橙紅色

已知重鉻酸鉀的稀溶液呈橙紅色。

(1)向重鉻酸鉀的稀溶液中加入NaOH，溶液呈

色；

(2)向(1)的溶液中再加入過(guò)量的H2SO4，溶液呈

色；

(3)向重鉻酸鉀的稀溶液中加入Ba(NO3)2溶液(BaCrO4為黃色沉淀),則平衡向

移動(dòng)(填“左”或“右”)。變深正向變大黃橙紅左自我評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)本節(jié)課的探究學(xué)習(xí)，你對(duì)化學(xué)反應(yīng)的限度又有哪些新的認(rèn)識(shí)？有什么感受和體會(huì)？三支針筒中均抽入10mlNO2氣體，將針筒前端閉。

原理：N2O42NO2（1）將第二支針筒活塞迅速推至5ml處（現(xiàn)象如下圖中abc所示）（2）將第三支針筒活塞迅速拉至20ml處。（現(xiàn)象如下圖中A1b1c1

所示）請(qǐng)觀察針筒中氣體顏色變化，并嘗試用化學(xué)平衡移動(dòng)的觀點(diǎn)進(jìn)行解釋。a1b1c1[觀察.思考]bcaT℃時(shí)，在密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)

2NO2（g）N2O4（g）；△H＜0假設(shè)K的數(shù)值為a實(shí)驗(yàn)條件現(xiàn)象（顏色變化）平衡移動(dòng)方向增大壓強(qiáng)紅棕色減小壓強(qiáng)紅棕色先變深后變淺先變淺后變深平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)a1b1c1bca在T℃時(shí)對(duì)下列處于化學(xué)平衡的三個(gè)反應(yīng)將體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半（假設(shè)三個(gè)反應(yīng)在T℃時(shí)的K的數(shù)值分別為a、b、c）編號(hào)反應(yīng)QK△υg平衡移動(dòng)方向①2NO2(g)N2O4(g)a②N2(g)+O22NO(g)b③2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ca2正向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減?。ā鳓詆<0）正向移動(dòng)b不移動(dòng)4c逆向移動(dòng)1、計(jì)算①、②、③

Q的數(shù)據(jù)，判斷加壓平衡的移動(dòng)方向。2、根據(jù)上表思考討論：加壓后平衡移動(dòng)方向與△υg的關(guān)系。（P50)氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)不變（△υg=0）正向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大（△υg＞0）B：△νg<0

增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向著氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng)，即平衡右移。3、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響結(jié)論:

A：△νg>0增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向著氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng)，即平衡左移。C：△νg=0

改變壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不移動(dòng)。壓強(qiáng)的改變只影響有氣體參加或生成的可逆反應(yīng)。對(duì)于只涉及固體或液體的反應(yīng)，壓強(qiáng)的影響極其微弱，可以不予考慮再如：向氣體物質(zhì)的量縮小的方向移動(dòng)向氣體物質(zhì)的量增大的方向移動(dòng)條件改變平衡移動(dòng)方向壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)減小

N2(氣)+3H2(氣)

2NH3(氣)壓強(qiáng)(MpaNH3

(%)2.09.216.435.553.669.44500C時(shí)N2與H2反應(yīng)合成NH3的數(shù)據(jù)分析：煤氣中毒病人血液中的化學(xué)平衡:CO(g)+Hb(O2)O2(g)+Hb(CO)K=

思考：應(yīng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析討論煤氣中毒后應(yīng)采取那些搶救措施？

[Hb(O2)][CO][Hb(CO)][O2]

根據(jù)以上學(xué)習(xí)討論，可以將化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)單的總結(jié)為：根據(jù)上述可以看出：在密閉體系中，如果僅改變影響平衡的一個(gè)條件（如溫度、濃度、壓強(qiáng)）平衡將向

_______________方向移動(dòng)。減弱這個(gè)改變的升高溫度，有利于平衡向吸熱方向移動(dòng)改變濃度：若Q>K，平衡逆向移動(dòng)；若Q<K，平衡正向移動(dòng)改變壓強(qiáng)：若Q>K，平衡逆向移動(dòng)；若Q<K，平衡正向移動(dòng)早在1888年，法國(guó)科學(xué)家勒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律，并總結(jié)出著名的勒夏特列原理，也叫化學(xué)平衡移動(dòng)原理：改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。檢測(cè)反饋題1.壓強(qiáng)變化不會(huì)使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動(dòng)的是()H2(g)+I2(g)2HI(g)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C(s)+CO2(g)2CO(g)A2.促使化學(xué)平衡3H2(g)+N2(g)2NH3(g)；△H<0正向移動(dòng)有各種措施，下列措施可行的是()

升高溫度B.增大體系壓強(qiáng)C.增大c(N2)D.容器體積增大BC4.下列平衡體系中,升溫或減壓都使平衡正向移動(dòng)的是()A.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)；△H<0B.2NO(g)N2(g)+O2(g)；△H>0C.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；△H>0D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；△H<0C作業(yè)：1.完成課本52頁(yè)第3、4、6題。2.查找資料，分析工業(yè)合成氨是如何利用化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律提高轉(zhuǎn)化率的？等效平衡

等效平衡對(duì)于同一可逆反應(yīng)，達(dá)平衡時(shí)，任何相同的組分的含量（體積、物質(zhì)的量）均對(duì)應(yīng)相同，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。在恒溫恒容下，按不面同的投料方式進(jìn)行反應(yīng)平衡后各體系內(nèi)相同組分濃度是否對(duì)應(yīng)相同三條途徑最終達(dá)同一平衡,

由此得出什么規(guī)律？N2+3H22NH3(1)1mol4mol0mol(2)0mol1mol2mol(3)0.5mol2.5mol1mol在定溫定容的條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)，只改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效.定溫（T）定容（V）條件下的等效平衡在恒溫恒容下，按不同的投料方式進(jìn)行如下反應(yīng)

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol(3)0mol1mol1mol1mol以上哪些投料方式在反應(yīng)達(dá)到平衡后，CO2在平衡混合物中的含量相同？

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol“一邊倒”2mol

2mol

0mol

0mol

(3)0mol1mol1mol1mol“一邊倒”1mol

2mol

0mol

0mol

1.在一個(gè)固定體積的密閉容器中，加入2molA和2molB，發(fā)生如下反應(yīng)：2A（氣）+2B（氣）3C（氣）+D（氣），達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為Wmol/L,若維持容器體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì)達(dá)到平衡后,C的濃度仍為Wmol/L的是（）

A2molA+2molB+3molC+1molD B3molC+1molD+1molBC3molC+1molD D1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC2.在一固定容積的密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)xC(g),達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為W%。若維持容器體積和溫度不變，按0.6molA,0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%，則x值為（）

A、1B、2C、3D、4B在恒溫恒壓下，按不同的投料方式進(jìn)行如下反應(yīng)

N2+3H22NH31mol3mol0mol2mol6mol0mol(3)2mol6mol2mol