人教版化学选修四2232《影响化学平衡移动的因素一》学案.docx
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人教版化学选修四2232《影响化学平衡移动的因素一》学案
第2课时 影响化学平衡移动的因素
(一)
浓度、压强对化学平衡移动的影响
[学习目标定位] 1.通过外界条件对可逆反应速率的影响,掌握化学平衡移动的内在因素。
2.通过实验探究,讨论分析浓度、压强影响平衡移动的规律。
1.
(1)在一定条件下,把1molN2和3molH2充入一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3,一段时间后达到平衡。
在某一时刻,保持体积不变,充入N2,此时,c(N2)增大,v正增大,c(NH3)不变,v逆不变,随着反应的进行,c(N2)减小,v正减小,c(NH3)增大,v逆增大,最终v正=v逆。
(2)在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态,如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡状态被破坏(正、逆反应速率不再相等),直至正、逆反应速率再次相等,在新的条件下达到新的化学平衡状态。
这种现象称作平衡状态的移动,简称平衡移动。
2.
(1)化学平衡移动可表示为
(2)化学平衡移动的方向判断
探究点一 浓度对化学平衡移动的影响
1.按表中实验操作步骤完成实验,观察实验现象,填写下表:
实验
原理
Cr2O(橙色)+H2O2Cr2O(橙色)+2H+
实验
步骤
实验
现象
橙黄色变为橙色
橙黄色变为黄色
实验
结论
c(H+)增大,平衡向逆反应方向移动
NaOH溶液使c(H+)变小,平衡向正反应方向移动
2.按表中实验要求完成实验,将有关实验现象及其结论填入表中:
原理
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色)
实验
(1)
步骤
现象
溶液颜色变深
溶液颜色变深
实验
(2)
步骤
试管①中滴加0.01mol·L-1NaOH溶液
试管②中滴加0.01mol·L-1NaOH溶液
现象
溶液颜色变浅
溶液颜色变浅
实验
结论
对可逆反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,分别增大c(Fe3+)和c(SCN-)后,Fe(SCN)3的浓度均增大了,即化学平衡均向正反应方向移动了;滴加NaOH溶液,由于3OH-+Fe3+===Fe(OH)3↓,减小了Fe3+的浓度,Fe(SCN)3的浓度也减小了,即化学平衡向逆反应方向移动了
3.已知反应mA(g)+nB(g)pC(g) ΔH<0,m+n
回答下列问题:
(1)上述各图中发生变化的条件是什么?
答案 ①反应物A或B浓度增大;②生成物C浓度减小;③生成物C浓度增大;④反应物A或B浓度减小。
(2)上述各图中化学平衡移动方向如何?
答案 ①②向正反应方向移动;③④向逆反应方向移动。
[归纳总结]
当其他条件不变时:
(1)c(反应物)增大或c(生成物)减小,平衡向正反应方向移动。
(2)c(反应物)减小或c(生成物)增大,平衡向逆反应方向移动。
[活学活用]
1.在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:
2CrO(黄色)+2H+Cr2O(橙色)+H2O中,溶液颜色介于黄色和橙色之间,今欲使溶液颜色变浅,可以在溶液中加入( )
①H+ ②OH- ③K+ ④H2O
A.①③B.②④C.①④D.②③
答案 B
解析 平衡向右移动,颜色变深,而向左移动,颜色变浅。
加入OH-,中和H+,c(H+)减小,平衡左移,颜色变浅;而加入水,体积增大,浓度减小,颜色变浅。
而c(K+)的变化,不影响平衡移动。
2.下图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。
下列叙述与示意图不相符合的是( )
A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
C.该反应达到平衡态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
答案 C
解析 减小反应物浓度的瞬间,逆反应速率不变,正反应速率迅速降低,且达到新平衡时的反应速率比原平衡时的速率小,这与图像不符,C错。
探究点二 压强对化学平衡移动的影响
1.在一定条件下,把2molNO2充入一密闭容器中,发生N2O4(g)2NO2(g)的反应,一段时间后达到平衡。
在某一时刻,使体积缩小,此时c(NO2)、c(N2O4)都增大,所以v正、v逆也都增大,但由于反应物浓度和生成物浓度增大的幅度不一样,所以v正、v逆增大的幅度也不一样,其中反应物浓度增大的幅度更大,致使v正 2.对于反应I2(g)+H2(g)2HI(g),此反应的特点是反应前后气体分子数不变,即等体积反应,如改变压强(即压缩体积或扩大体积),反应物浓度和生成物浓度都改变,但改变的幅度一样大,所以v正和v逆改变的幅度也一样大,致使v正=v逆,平衡不移动。 [归纳总结] 当其他条件不变时: (1)若为体积不等的反应 增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动; 减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。 (2)若为等体积反应 增大压强时,v正、v逆同等程度地增大;减小压强时,v正、v逆同等程度地减小,平衡均不移动。 [活学活用] 3.一定温度下,反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,一段时间后达到平衡,下列措施不能使平衡发生移动的是( ) ①增加C的物质的量 ②保持体积不变,充入N2使体系压强增大 ③将容器的体积缩小一半 ④保持压强不变,充入N2使容器体积变大 A.①②B.②③C.①④D.③④ 答案 A 解析 ①,C是固体,其浓度为常数,改变它的量平衡不移动;该反应为气体体积不相等的反应故: ②,保持体积不变,充入N2,由于c(H2O)、c(CO)、c(H2)的浓度都不变,所以平衡不移动;③,缩小体积,压强增大,平衡左移;④,保持压强不变,充入N2,体积扩大,平衡右移。 1.下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是( ) ①已达平衡的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动 ②已达平衡的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率一定升高 ③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动 ④有气体参加的反应达平衡时,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动 A.①④B.①②③ C.②③④D.①②③④ 答案 D 解析 本题考查影响化学平衡移动方向的因素及影响结果。 增加C(s)的物质的量,由于浓度未变,平衡不移动,①错;对于多种物质参加的可逆反应,增大某一反应物的浓度,平衡右移,其他物质的转化率增大,而此物质的转化率降低,②错;对于有气体参加的可逆反应,缩小容器体积,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,③错;在恒压容器中充入稀有气体,各物质浓度减小,若是非等体积反应,则平衡会发生移动,④错。 2.在密闭容器中发生如下反应: aX(g)+bY(g)cZ(g)+dW(g),反应达到平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的,当再次达到平衡时,W的浓度为原平衡时的1.8倍。 下列叙述中不正确的是( ) A.平衡向逆反应方向移动 B.a+b<c+d C.Z的体积分数增大 D.X的转化率下降 答案 C 解析 此反应达平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的,假设平衡不发生移动,W的浓度应变为原平衡时的2倍,而实际为1.8倍,假设不成立,原平衡必发生移动,由W的浓度为原平衡时的1.8倍,小于2倍知,平衡一定向W减少的方向即逆反应方向移动,所以a+b<c+d,平衡移动的结果导致Z的体积分数减小,X的转化率下降。 3.在具有活塞的密闭容器中,一定温度下的可逆反应: H2(g)+I2(g)2HI(g)已达到平衡。 将活塞外拉,则: (1)容器内颜色__________; (2)容器内压强________;(3)逆反应速率________;(4)混合气体平均相对分子质量_____________________________。 答案 (1)变浅 (2)变小 (3)变小 (4)不变 解析 当活塞外拉时,容器体积增大(压强减小),各组分的浓度减小,气体颜色变浅,反应速率减小;因为平均相对分子质量r=,结合反应方程式的特点知: m(气)不变,n(气)不变,故混合气体的平均相对分子质量不变。 4.在水溶液中橙色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系: Cr2O+H2O2CrO+2H+,重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙黄色的。 (1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈________色。 因为_________________________。 (2)向已加入NaOH溶液的 (1)溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈______色,因为____________________。 (3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡________(填“向左移动”或“向右移动”),溶液颜色将______________。 答案 (1)黄 OH-与H+结合生成水,c(H+)减小,使平衡向右移动,CrO浓度增大,溶液由橙黄色变为黄色 (2)橙 c(H+)增大,平衡左移,Cr2O浓度增大,溶液又由黄色变为橙色 (3)向右移动 逐渐变浅,直至无色 解析 加碱中和溶液中的H+,平衡右移,溶液中的c(CrO)增大;加酸使平衡左移,溶液中的c(Cr2O)增大;加Ba(NO3)2,发生的反应为Ba2++CrO===BaCrO4↓(黄色),平衡向右移动,溶液颜色将由橙黄色逐渐变浅,直至无色。 [基础过关] 一、化学反应速率改变与平衡移动的关系 1.对处于化学平衡的体系,由化学平衡与化学反应速率的关系可知( ) A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动 B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化 C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大 D.改变压强,化学反应速率一定改变,平衡一定移动 答案 B 解析 A项,如果正、逆速率改变幅度一样大,则平衡不移动,A错;B项,化学平衡发生移动,则速率一定改变,B对;C项,反应进行的程度与速率无关,C错;D项,改变压强,化学反应速率不一定改变(如固液反应或容器体积不变的反应体系中充入“惰”气),平衡也不一定移动。 2.某温度下反应N2O4(g)2NO2(g)(正反应吸热)在密闭容器中达到平衡,下列说法不正确的是( ) A.加压时(体积变小),将使正反应速率增大 B.保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小 C.保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时,颜色变深 D.保持体积不变,通入He,再达平衡时颜色不变 答案 B 解析 保持体积不变,加入少许NO2的瞬间,逆反应速率增大,正反应速率不变,平衡向逆反应方向移动,重新平衡时的正反应速率比原平衡的正反应速率大。 二、浓度对化学平衡移动的影响 3.在一密闭容器中发生反应: 2A(g)+2B(g)C(s)+3D(g) ΔH<0,达到平衡时采取下列措施,可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是( ) A.移走少量CB.扩大容积,减小压强 C.缩小容积,增大压强D.体积不变,充入“惰”气 答案 C 解析 A项,C为固体,改变其量,对反应速率无影响,A错;B项,扩大容积,v正减小,c(D)也减小,B错;C项,缩小容积,浓度增大,速率也增大,平衡右移,c(D)也增大,C对;D项,体积不变,充入“惰
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