2025版高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第3節(jié)化學(xué)平衡課時(shí)2影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素導(dǎo)學(xué)案新人教版選修4

PAGEPAGE1課時(shí)2影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素目標(biāo)與素養(yǎng)：1.明確化學(xué)平衡移動(dòng)的概念，會(huì)依據(jù)速率變更推斷化學(xué)平衡的移動(dòng)方向。(宏觀辨識(shí)與平衡思想)2.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)對(duì)化學(xué)平衡的影響。(科學(xué)探究與平衡思想)3.了解催化劑在生活、生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域中的重要作用。(科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任)1．化學(xué)平衡移動(dòng)(1)含義：當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，假如變更濃度、溫度、壓強(qiáng)等反應(yīng)條件，原來的平衡狀態(tài)會(huì)被破壞，化學(xué)平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)，在一段時(shí)間后達(dá)到新的平衡。(2)平衡移動(dòng)方向的推斷條件變更eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若v正＝v逆，平衡不移動(dòng)；,若v正>v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；,若v正<v逆，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。))(3)圖示eq\x(\a\al(v正>,v逆))eq\o(→,\s\up10(正向),\s\do10(反應(yīng)))eq\x(\a\al(v正＝,v逆))eq\o(→,\s\up10(變更),\s\do10(條件))eq\x(\a\al(v正≠,v逆))eq\o(→,\s\up10(肯定),\s\do10(時(shí)間))eq\x(\a\al(v′正＝,v′逆))變更條件，v正、v逆均變更，平衡肯定移動(dòng)嗎？[答案]不肯定。2．外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響(1)濃度①對(duì)于平衡：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，加入稀H2SO4，c(H＋)增大，溶液顏色變?yōu)槌壬胶庀蚰娣磻?yīng)方向移動(dòng)，加入NaOH溶液，c(H＋)減小，溶液顏色變?yōu)辄S色，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。②對(duì)于平衡：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，加飽和FeCl3溶液，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，溶液顏色變深。③影響規(guī)律a．增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。b．增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)壓強(qiáng)①適用對(duì)象：有氣體參與的可逆反應(yīng)。②影響規(guī)律當(dāng)其他條件不變時(shí)：a．若為體積不等的反應(yīng)增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。b．若為等體積反應(yīng)增大壓強(qiáng)時(shí)，v正、v逆同等程度地增大；減小壓強(qiáng)時(shí)，v正、v逆同等程度地減小，平衡均不發(fā)生移動(dòng)。(3)溫度①對(duì)于2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1，將NO2球放入冰水中，紅棕色變淺，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；放入熱水中，紅棕色變深，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。②影響規(guī)律上升溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)。(4)催化劑催化劑對(duì)化學(xué)平衡無影響，緣由是催化劑同等程度地變更正、逆反應(yīng)速率。但是運(yùn)用催化劑，能變更反應(yīng)到達(dá)平衡所需的時(shí)間。3．勒夏特列原理：假如變更影響平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)，以及參與反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種變更的方向移動(dòng)。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)變更條件，v正>v逆時(shí)平衡正向移動(dòng)。()(2)增大壓強(qiáng)或上升溫度，化學(xué)平衡均肯定移動(dòng)。()(3)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率肯定變更；化學(xué)反應(yīng)速率變更，化學(xué)平衡也肯定發(fā)生移動(dòng)。()[答案](1)√(2)×(3)×2．在肯定條件下的溶液中，反應(yīng)FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl達(dá)到平衡后，在其他條件不變的狀況下，變更下列條件，能使平衡正向移動(dòng)的是()A．加壓B．加入少量FeCl3固體C．加入少量KCl溶液D．加入少量氫氧化鈉固體[答案]B3．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(dòng)(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(dòng)。(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(dòng)。(4)保持體積不變，充入水蒸氣，其正反應(yīng)速率________，平衡________移動(dòng)。[答案](1)不變不(2)增大不(3)不變不(4)增大向正反應(yīng)方向外界條件對(duì)平衡影響的v-t圖像以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔH<0為例1．濃度影響(1)增大反應(yīng)物A或B的濃度(2)減小生成物C的濃度2．壓強(qiáng)影響(1)若a＋b<c＋d時(shí)，①增大壓強(qiáng)②減小壓強(qiáng)(2)若a＋b＝c＋d時(shí)，增大壓強(qiáng)3．溫度影響(1)上升溫度(2)降低溫度4．催化劑影響留意：①變更某一物質(zhì)濃度，v正、v逆有一種不變；若變更壓強(qiáng)、溫度、催化劑，v正、v逆均會(huì)變更。②升溫時(shí)，v正、v逆均增大，但增大倍數(shù)不同；對(duì)于有氣體參與和生成的反應(yīng)，加壓時(shí)，v正、v逆均增大，但增大的倍數(shù)可能不同，也可能相同。③催化劑一般同倍數(shù)的增大v正、v逆?？茖W(xué)探究：“惰性氣體”對(duì)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),\s\do10())體系總壓強(qiáng)增大，但各反應(yīng)氣體的分壓不變→體系中各反應(yīng)成分的濃度不變→平衡不移動(dòng)。(2)恒溫、恒壓條件原平衡體系eq\o(→,\s\up10(充入惰性氣體),\s\do10())eq\a\vs4\al(容器容積增大，各反,應(yīng)氣體的分壓減小)→1．在恒溫恒容的條件下，2A(g)＋B(g)2C(g)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)時(shí)間的變更示意圖如下，下列敘述與示意圖不相符的是()A．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等B．平衡狀態(tài)Ⅰ后，可能是增大A的濃度，平衡發(fā)生移動(dòng)，達(dá)到平衡狀態(tài)ⅡC．平衡狀態(tài)Ⅰ后，可能是減小C的濃度，平衡發(fā)生移動(dòng)，達(dá)到平衡狀態(tài)ⅡD．B在平衡狀態(tài)Ⅰ和平衡狀態(tài)Ⅱ時(shí)濃度不相等C[由題給圖像可以看出，平衡狀態(tài)Ⅰ變更的瞬間，逆反應(yīng)速率未變更，正反應(yīng)速率突然增大，可知變更條件為增大反應(yīng)物的濃度，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)不正確；由于平衡發(fā)生移動(dòng)，可知兩平衡狀態(tài)時(shí)同一種反應(yīng)物的濃度不相等，D項(xiàng)正確。]2．對(duì)于①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0②2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH>0其中v-t圖像為(1)反應(yīng)①t1時(shí)刻變更的條件為___________________________________；t2時(shí)刻變更的條件為___________________________________。(2)反應(yīng)②t1時(shí)刻變更的條件為___________________________________；t2時(shí)刻變更的條件為___________________________________。[解析]t1時(shí)刻反應(yīng)速率增大，說明是升溫或加壓；而t2時(shí)刻反應(yīng)速率減小，說明是降溫或減壓。[答案](1)增大壓強(qiáng)降低溫度(2)上升溫度減小壓強(qiáng)平衡移動(dòng)的規(guī)律及轉(zhuǎn)化率的變更1．平衡移動(dòng)的規(guī)律(1)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(dòng)。(2)在其他條件不變的狀況下，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。(3)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(dòng)；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。(4)催化劑不影響平衡移動(dòng)。2．轉(zhuǎn)化率的變更(1)對(duì)兩種或兩種以上的反應(yīng)物，增大一種反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物本身的轉(zhuǎn)化率降低，其他反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大。(2)溫度、壓強(qiáng)引起的正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率均增大。(3)對(duì)于分解的可逆反應(yīng)aA(g)bB(g)＋cC(g)，A分解建立平衡后，增大A的濃度，平衡向正向移動(dòng)。當(dāng)a＝b＋c時(shí)，α(A)不變，φ(A)不變；a>b＋c時(shí)，α(A)增大，φ(A)減小；a<b＋c時(shí)，α(A)減小，φ(A)增大。科學(xué)探究：勒夏特列原理的理解及應(yīng)用(1)內(nèi)容：假如變更影響平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)，以及參與反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種變更的方向移動(dòng)。(2)適用范圍：適用于任何動(dòng)態(tài)平衡體系(如溶解平衡、電離平衡等)，非平衡狀態(tài)不能用此來分析。(3)平衡移動(dòng)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從定性角度看，平衡移動(dòng)的方向?yàn)闇p弱外界條件變更的方向，如增大反應(yīng)物濃度，平衡就向減弱這種變更即反應(yīng)物濃度減小的方向移動(dòng)；增大壓強(qiáng)，平衡就向氣體體積縮小即氣體的物質(zhì)的量減小、壓強(qiáng)減小的方向移動(dòng)；上升溫度，平衡就向吸熱反應(yīng)即使溫度降低的方向移動(dòng)。這種移動(dòng)可以理解為與條件變更“對(duì)著干”。②從定量角度看，平衡移動(dòng)的結(jié)果只是減弱了外界條件的變更，而不能完全抵消外界條件的變更。如向平衡體系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(平衡時(shí)，N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為amol、bmol、cmol)中又充入dmolN2，則達(dá)到新平衡時(shí)，n(N2)的取值范圍為amol<n(N2)<(a＋d)mol，即平衡的移動(dòng)是減弱這種變更，而不能抵消更不能超越這種變更。3．將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入某密閉容器中，在肯定條件下，發(fā)生反應(yīng)并達(dá)到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH<0。當(dāng)變更某個(gè)條件并維持新條件直至新的平衡時(shí)，表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是()選項(xiàng)變更條件新平衡與原平衡比較A上升溫度X的轉(zhuǎn)化率變小B增大壓強(qiáng)X的濃度變小C充入肯定量YY的轉(zhuǎn)化率增大D運(yùn)用適當(dāng)催化劑X的體積分?jǐn)?shù)變小A[上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率變小，A正確；增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，但容器的體積減小，X的濃度增大，B錯(cuò)誤；充入肯定量Y，X的轉(zhuǎn)化率增大，而Y的轉(zhuǎn)化率減小，C錯(cuò)誤；運(yùn)用適當(dāng)催化劑，只能加快反應(yīng)速率，不能變更平衡移動(dòng)方向，X的體積分?jǐn)?shù)不變，D錯(cuò)誤。]4．可逆反應(yīng)A(g)＋BC(g)＋D，達(dá)到平衡時(shí)，下列說法不正確的是()A．若B是氣體，增大A的濃度會(huì)使B的轉(zhuǎn)化率增大B．若增大A的濃度，平衡體系顏色加深，D不肯定是有顏色的氣體C．上升溫度，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)削減，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)D．增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，說明B、D肯定是氣體D[增大A的濃度，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率將增大，A正確；增大A的濃度時(shí)，平衡體系顏色加深，可能是A本身就是有顏色的氣體，故不能說明D是否有顏色，B正確；上升溫度后，平衡向吸熱方向移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)削減，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則說明正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，C正確；增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，則說明平衡兩邊的氣體體積相等，但B和D可以同時(shí)是氣體，也可以同時(shí)不是氣體，D錯(cuò)誤。]5．下列不能用勒夏特列原理說明的事實(shí)是()A．紅棕色的NO2加壓后顏色先變深后變淺B．氫氣、碘蒸氣、碘化氫氣體組成的平衡體系加壓后顏色變深C．黃綠色的氯水光照后顏色變淺D．向含有[Fe(SCN)]2＋的紅色溶液中加鐵粉，振蕩，溶液紅色變淺或褪去B[A項(xiàng)，涉及二氧化氮與四氧化二氮的平衡轉(zhuǎn)化，故可以用勒夏特列原理說明；B項(xiàng)，加壓后平衡不移動(dòng)，但體積縮小，濃度增大使體系顏色變深，故不能用勒夏特列原理說明；C項(xiàng)，光照后，次氯酸見光分解，使氯氣與水反應(yīng)的平衡向右移動(dòng)，故可以用勒夏特列原理說明；D項(xiàng)，在該溶液中存在平衡：Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)]2＋，向溶液中加入鐵粉，F(xiàn)e3＋會(huì)和Fe發(fā)生反應(yīng)生成Fe2＋，導(dǎo)致Fe3＋濃度降低，平衡向能夠減弱這種變更的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，使[Fe(SCN)]2＋(紅色)的濃度降低，所以溶液紅色變淺或褪去，故可以用勒夏特列原理說明。]應(yīng)用勒夏特列原理須要留意的問題(1)確定條件的變更是否影響化學(xué)平衡，即確定是不是變更了影響化學(xué)平衡的條件，如：①改變更學(xué)平衡體系中固體或純液體的物質(zhì)的量，并未變更影響化學(xué)平衡的條件。②即使是有氣體存在的化學(xué)平衡體系，在恒容、恒溫條件下充入稀有氣體，也未變更影響化學(xué)平衡的條件。(2)可逆反應(yīng)是否存在能夠減弱某項(xiàng)條件變更的反應(yīng)方向。例如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，當(dāng)a＋b＝c＋d時(shí)，它無氣體體積增大或減小的反應(yīng)方向，所以即使變更壓強(qiáng)，化學(xué)平衡也不移動(dòng)。1．反應(yīng)2A(g)2B(g)＋E(g)(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))達(dá)到平衡時(shí)，要使正反應(yīng)速率降低，A的濃度增大，應(yīng)實(shí)行的措施是()A．加壓 B．減壓C．削減E的濃度 D．降溫D[正反應(yīng)速率降低，可能是減壓或降溫，A的濃度增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，只能是降溫。]2．反應(yīng)2X(g)＋Y(g)2Z(g)達(dá)到平衡后，僅減小壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的影響是()A．逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)B．逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C．正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D．正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C[減小壓強(qiáng)，體系中各組分濃度都減小，所以正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。]3．肯定溫度下，可逆反應(yīng)aX(g)＋bY(g)cZ(g)在一密閉容器內(nèi)達(dá)到平衡后，t0時(shí)刻變更某一外界條件，化學(xué)反應(yīng)速率(v)隨時(shí)間(t)的變更如圖所示。則下列說法正確的是()A．若a＋b＝c，則t0時(shí)刻只能是增大了壓強(qiáng)B．若a＋b＝c，則t0時(shí)刻只能是加入了催化劑C．若a＋b≠c，則t0時(shí)刻只能是增大了壓強(qiáng)D．若a＋b≠c，則t0時(shí)刻只能是加入了催化劑D[對(duì)于非等氣體體積反應(yīng)，同倍數(shù)增大v正、v逆，只有催化劑；對(duì)于等氣體體積反應(yīng)，可能是催化劑，也可能是壓強(qiáng)。]4．在體積肯定的恒溫密閉容器中加入等物質(zhì)的量的X、Y，進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)ΔH>0。下列敘述正確的是()A．若接著充入X，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，Y的轉(zhuǎn)化率增大B．若接著充入Z，平衡逆向移動(dòng)，Z的體積分?jǐn)?shù)減小C．若