课时2 影响化学平衡的因素
课标解读 | 课标要求 | 素养要求 |
2.能利用平衡常数和浓度商的关系判断平衡移动的方向。 | 1.变化观念与平衡思想:从变化的角度认识化学平衡的移动,即可逆反应达到平衡后,浓度、压强、温度等发生改变,平衡将会发生移动而建立新的平衡。 2.证据推理与模型认知:通过实验论证说明浓度、压强、温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响,构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理) | |
自主学习·必备知识
知识点一 化学平衡的移动
1.概念
在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变反应条件,平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着① 改变 ,直至达到新的平衡状态。这种由② 原有的平衡状态 达到③ 新的平衡状态 的过程叫做化学平衡的移动。
2.化学平衡移动方向的判断
根据浓度商 和平衡常数 的大小关系判断。
当 时:可逆反应处于④ 平衡 状态, ;
当 时:化学平衡向⑤ 正反应方向 移动, ⑥ > ;
当 时:化学平衡向⑦ 逆反应方向 移动, ⑧ < 。
1.想一想 请你结合浓度商 和平衡常数 的大小关系,解释 和 的反应中,加入铁粉颜变浅,加入 溶液颜加深的原因。
答案:加入铁粉后,发生反应: , 浓度减小, 增大, ,平衡逆向移动,颜变浅;加入 溶液, 增大, 减小, ,平衡正向移动,颜加深。
知识点二 浓度对化学平衡的影响
1.实验探究浓度对化学平衡的影响
实验原理 | (红) | |
实验操作 | ||
现象与结论 | 试管 中溶液颜① 变浅 ,平衡向② 逆反应 方向移动 | 试管 中溶液颜③ 变深 ,平衡向④ 正反应 方向移动 |
2.浓度对化学平衡移动的影响
(1)当可逆反应达到平衡状态时,其他条件不变的情况下,如果增大反应物浓度(或减小生成物浓度),平衡向⑤ 正反应 方向移动。
(2)当可逆反应达到平衡状态时,其他条件不变的情况下,如果增大生成物浓度(或减小反应物浓度),平衡向⑥ 逆反应 方向移动。
知识点三 压强对化学平衡的影响
1.实验探究压强对化学平衡的影响
实验原理 | ||
实验步骤 | ||
活塞Ⅱ处→Ⅰ处,压强增大 | 活塞Ⅰ处→Ⅱ处,压强减小 | |
实验现象 | 混合气体的颜先① 变深 又逐渐② 变浅 | 混合气体的颜先③ 变浅 又逐渐④ 变深 |
实验结论 | 活塞往里推,体积减小,压强⑤ 增大 , 增大,颜变深,后颜又变浅,说明 减小,平衡向⑥ 正反应 方向移动; 活塞往外拉,体积增大,压强⑦ 减小 , 减小,颜变浅,后气体颜又变深,说明 增大,平衡向⑧ 逆反应 方向移动 | |
2.压强对化学平衡移动的影响
(1)对于有气体参加的可逆反应,当达到平衡时,在其他条件不变的情况下:
.增大压强(减小容器的体积),化学平衡向⑨ 气体体积缩小 的方向移动。
.减小压强(增大容器的体积),化学平衡向⑩ 气体体积增大 的方向移动。
.对于反应前后气体的总体积没有变化的可逆反应,改变压强平衡⑪ 不移动 。
(2)固态或液体物质的体积受压强影响很小,可以忽略不计。因此,当平衡混合物中都是固态或液态物质时,改变压强后化学平衡一般⑫ 不发生 移动。
想一想 运用数字化实验探究压强对平衡的影响
将收集满干燥 的注射器与度计、电脑连接,推压活塞可得到如下实验曲线。结合下图说明增大压强该混合气体的颜变化情况。
答案:先变深后变浅。
知识点四 温度对化学平衡的影响
1.实验探究温度对化学平衡的影响
实验原理 | |
实验步骤 | |
实验现象 | 热水中混合气体颜① 加深 ;冰水中混合气体颜② 变浅 |
实验结论 | 混合气体受热,颜③ 加深 ,说明 浓度④ 增大 ,即平衡向⑤ 逆反应 方向移动;混合气体遇冷,颜⑥ 变浅 ,说明 浓度⑦ 减小 ,即平衡向⑧ 正反应 方向移动 |
2.温度对化学平衡移动的影响
当其他条件不变时:温度升高,化学平衡向⑨ 吸热反应 的方向移动;温度降低,化学平衡向⑩ 放热反应 的方向移动。
1.想一想 对于一个达到平衡状态的化学反应,改变温度,该平衡是否一定发生移动?为什么?
答案:一定发生移动。因为任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热),所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。
知识点五 勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够① 减弱 这种改变的方向移动。
知识点六 催化剂对化学平衡的影响
影响 。使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
互动探究·关键能力
探究点 从反应速率的角度探究外界条件的改变对化学平衡的影响
情境探究
1.在19世纪后期,人们发现炼铁高炉所排出的高炉气中含有相当量的 。工程师认为这是 和铁矿石的接触时间不够长造成的,于是建造了一个高大的炼铁高炉,以增加 和铁矿石的接触时间。经检测,用这个高炉炼铁,高炉气中 含量还是不变。
问题1:某一可逆反应,一定条件下达到了平衡,若化学反应速率改变,平衡一定移动吗?若平衡发生移动,化学反应速率一定改变吗?
答案:提示 若化学反应速率改变,平衡不一定移动。如果化学反应速率同等程度地增加或减少,正、逆反应速率仍然相等,化学平衡不移动。若平衡发生移动,化学反应速率一定改变。
问题2:在密闭容器中发生反应 。达到平衡后,其他条件不变,如果增大该反应体系的压强(压缩体积),能使平衡向正反应方向移动吗?
答案:提示 不能。该反应是反应前后气体体积不变的反应,增大反应体系的压强(压缩体积),正、逆反应速率同等程度地改变,正、逆反应速率仍然相等,化学平衡不移动。
问题3:在恒温恒压的密闭容器中发生反应 达到平衡,充入“惰性气体”,化学反应速率如何变化?原平衡移动吗?
答案:提示 不移动。充入惰性气体,为保持体系的压强不变,容器体积增大,正、逆反应速率均减小,且减小的程度相同,正、逆速率仍然相等,化学平衡不移动。
2.以浓度对化学反应速率的影响分析化学平衡移动的方向
已知反应: ,当反应达到平衡后,有关物质的浓度发生改变,其化学反应速率的变化曲线分别如图所示。由图分析可知, 时刻,增大反应物浓度,使 增大,而 不变,则 ,平衡向正反应方向移动。
化学平衡状态问题4:如果 时刻,减小生成物浓度,则化学反应速率如何变化?平衡向哪个方向移动?请画出对应的化学反应速率变化图像。
答案:提示 若 时刻,减小生成物浓度,则 减小,而 不变, ,平衡向正反应方向移动。化学反应速率变化曲线如下图所示。
问题5:若 时刻,增大生成物浓度,则化学反应速率如何变化?平衡向哪个方向移动?请画出对应的化学反应速率变化图像。
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