2.3 化學平衡 第2時 影響化學平衡狀態(tài)的因素 學案（人教版選修4）
[學習目標] 1.理解化學平衡狀態(tài)移動的含義。2.理解外界條(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響，認識其一般規(guī)律。3.學會應用勒夏特列原理判斷平衡移動的方向。
[重點•難點] 重點：外界條對化學平衡的影響。難點：勒夏特列原理的理解與應用。
1．化學平衡的移動
(1)含義
在一定條下，可逆反應達到化學平衡狀態(tài)，如果改變影響平衡的條(如________、________、______等)，化學平衡狀態(tài)被破壞(正、逆反應速率不再相等)，直至正、逆反應速率再次________，在新的條下達到新的化學平衡狀態(tài)。這種現象稱作平衡狀態(tài)的移動，簡稱平衡移動。
(2)圖示表示
(3)可確認發(fā)生了化學平衡移動的是( )
A．化學反應速率發(fā)生了改變
B．有氣態(tài)物質參加的可逆反應達到平衡后，改變了壓強
C．某一條的改變，使正、逆反應速率不再相等
D．可逆反應達到平衡，使用了催化劑
2．化學平衡狀態(tài)的影響因素
(1)濃度對化學平衡的影響
[實驗探究]實驗Ⅰ：已知在2Cr2O7溶液中存在如下平衡：
實驗步驟
實驗現象溶液顏色由____色變?yōu)開___色溶液顏色由__色變?yōu)開_色
結論c(H＋)增大，平衡向________方向移動，__色加深c(OH－)增大，使________變小，平衡向________方向移動，__色加深
實驗Ⅱ：Fe3＋＋3SCN－ FeSCN3紅色
實驗(1)
步驟
實驗現象①溶液__色加深②溶液__色加深
實驗步驟向試管①中滴加0.1 mol•L－1 NaOH溶液向試管②中滴加0.01 mol•L－1 NaOH溶液
實驗現象溶液________，產生________溶液______，產生________
結論分別增大c(Fe3＋)和c(SCN－)后，c[Fe(SCN)3]均增大，化學平衡均向________方向移動；滴加NaOH溶液，由于Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，減小了c(Fe3＋)，c[Fe(SCN)3]的濃度也減小，即化學平衡向________方向移動
基本規(guī)律
________反應物濃度或______生成物濃度，平衡向正反應方向移動；________反應物濃度或________生成物濃度，平衡向逆反應方向移動。
(2)溫度對化學平衡的影響
[實驗探究]
已知化學反應：
2NO2g紅棕色 N2O4g無色 ΔH＝－56.9 kJ•mol－1
實驗
裝置
實驗
現象熱水中混合氣體受熱，紅棕色____；冰水中混合氣體冷卻，紅棕色____
實驗
結論混合氣體受熱顏色____，說明________增大，即平衡向________________方向移動；混合氣體被冷卻時顏色________，說明________減小，即平衡向________________方向移動
基本規(guī)律
其他條不變時，升高溫度，平衡向著________方向移動；降低溫度，平衡向著________方向移動。
(3)壓強對化學平衡的影響
其他條不變時，對于有氣體參加的反應，增大壓強，會使平衡向著氣體_______的方向移動；減小壓強，會使平衡向著氣體________________的方向移動。但是壓強改變，對于有氣體參與而反應前后氣態(tài)物質系數不變的反應說，平衡不移動。
(4)催化劑對化學平衡的影響
由于催化劑能夠________________地改變正、逆反應速率，因此它對化學平衡的移動__________，即催化劑不能改變達到化學平衡狀態(tài)的反應混合物的組成，但是使用催化劑能改變反應達到平衡所需的________。
3．勒夏特列原理
如果改變影響平衡的條之一(如______、________以及參加反應的化學物質的________)，平衡將向著________________的方向移動。
一、外界條的改變對化學平衡的影響
以mA(g)＋nB(g) pC(g) ΔH<0 (m＋n<p)為例
條變化速率變化移動方向速率變化曲線
增大
c(A)或
c(B)v正______，
v正__v逆____方向
減小
c(A)或
c(B)v正______，
v正__v逆______方向
增大
c(C)v逆______，
v逆__v正______方向
減小
c(C)v逆______，
v正__v逆______方向
增大壓
強或升
高溫度v正、v逆
均______，
v逆__v正____方向
減小壓
強或降
低溫度v正、v逆
均______，
v正__v逆______方向
充入不參
與反應的
氣體體積不變時，
v正、v逆
均____________
壓強不變時，v正、v逆
均____，相當于____壓強向____的
方向移動與減小壓強相同
加催化劑v正、v逆
均____，
v正__v逆不移動
思考：某一可逆反應，一定條下達到了平衡，若化學反應速率改變，化學平衡是否一定發(fā)生移動？若平衡發(fā)生移動，化學反應速率是否一定發(fā)生改變？
典例1 在一體積可變的密閉容器中，加入一定量X、Y，發(fā)生反應mX(g) nY(g) ΔH＝Q kJ•mol－1。反應達到平衡時，Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如下表所示：
124
1001.000.750.53
2001.200.900.63
3001.301.000.70
下列說法正確的是( )
A．m>n
B．Q<0
C．溫度不變，壓強增大，Y的質量分數減少
D．體積不變，溫度升高，平衡向逆反應方向移動
聽記錄：
變式訓練1 對已達化學平衡的下列反應2X(g)＋Y(g) 2Z(g)減小壓強時，對反應產生的影響是( )
A．逆反應速率增大，正反應速率減小，平衡向逆反應方向移動
B．逆反應速率減小，正反應速率增大，平衡向正反應方向移動
C．正、逆反應速率都減小，平衡向逆反應方向移動
D．正、逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動
二、平衡移動原理(勒夏特列原理)
1．學習勒夏特列原理應注意以下問題：
(1)研究對象一定是處于平衡狀態(tài)的可逆反應。
(2)只適用改變影響平衡的一個條。
(3)平衡移動的結果是只“______”改變而不“________”改變。
2．運用勒夏特列原理能否判斷建立新平衡所需要的時間？
典例2 下列反應達到化學平衡后，加壓或降溫都能使化學平衡向逆反應方向移動的是( )
A．2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0
B．C(s)＋CO2(g) 2CO(g) ΔH>0
C．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
D．H2S(g) H2(g)＋S(s) ΔH>0
聽記錄：
變式訓練2 下列顏色的變化不能用勒夏特列原理解釋的是( )
①紅棕色NO2加壓后顏色先變深，后逐漸變淺 ②在H2、I2和HI組成的平衡體系加壓后，混合氣體顏色變深�、踖Cl3溶液加入鐵粉后顏色變淺 ④FeCl3和SCN的混合溶液中加入無色SCN溶液，顏色變深
A．①④ B．②③ C．③④ D．①②
三、化學平衡圖象題的分析
解答化學平衡圖象問題應從以下幾點入手：
1．看圖象
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)，五看量的變化(如濃度變化、溫度變化)。
2．想規(guī)律
聯想外界條的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律。
3．作判斷
根據圖象中表現的關系與所學規(guī)律相對比，作出符合題目要求的判斷。
典例3 對于反應2A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH<0，下列圖象正確的是( )
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
聽記錄：
變式訓練3 在某一容積可變的密閉容器中，可逆反應A(g)＋B(g) xC(g) ΔH，符合圖象(Ⅰ)所示關系。由此推斷，對圖象(Ⅱ)的說法不正確的是( )
A．p3>p4，Y軸表示A的轉化率
B．p3>p4，Y軸表示B的質量分數
C．p3>p4，Y軸表示混合氣體的密度
D．p3>p4，Y軸表示混合氣體的平均相對分子質量
參考答案
前準備區(qū)
1．(1)濃度 溫度 壓強 相等
(3)C [本題考查了化學平衡移動的實質�；瘜W平衡移動的實質是正、逆反應速率不相等。A中速率發(fā)生了改變，但可能正、逆反應速率同等程度的改變，使兩者速率再次相等；對于氣體體積相等的反應，壓強的改變對正、逆反應速率的影響相同；D中催化劑同等程度地改變了正、逆反應速率。]
2．(1)實驗Ⅰ：黃 橙 橙 黃 逆反應 橙 c(H＋) 正反應 黃 實驗Ⅱ：紅 紅 紅色變淺 紅褐色沉淀 紅色變淺 紅褐色沉淀 正反應 逆反應 基本規(guī)律：增大 減小 減小 增大
(2)加深 變淺 加深 c(NO2) 吸熱反應 變淺 c(NO2) 放熱反應 吸熱 放熱
(3)體積減小 體積增大
(4)同等程度 無影響 時間
3．溫度 壓強 濃度 減弱這種改變
堂活動區(qū)
一、
增大 > 正反應 減小 < 逆反應 增大 > 逆反應 減小 > 正反應 增大 > 逆反應 減小 > 正反應 不變 不移動 減小 減小 氣體體積增大 加快�。�
思考：平衡不一定移動，若速率改變后，v正＝v逆，平衡不移動，若v正≠v逆，則平衡發(fā)生移動。若平衡發(fā)生移動，說明v正≠v逆，即化學反應速率一定發(fā)生改變。
典例1 C [由表知，體積不變升高溫度，c(Y)增大，平衡右移，因升高溫度，平衡向吸熱方向移動，說明正反應為吸熱反應，Q>0，B、D錯；溫度不變，容器體積增大，即由1 L變?yōu)? L，若平衡不移動，此時c(Y)應減小為原一半，現c(Y)比原的一半大，即減壓，平衡向右移動，向氣體體積增大的方向移動，所以m<n，A錯；因為m<n，增大壓強，平衡向左移動，所以Y的質量分數減少，故C正確。]
變式訓練1 C [本題考查了影響化學平衡的因素。減小壓強，體積增大，反應物和生成物的濃度均降低，則正、逆反應速率都減小，減小壓強，平衡向體積增大的方向移動，即平衡向逆反應方向移動，則v逆>v正。]
二、
1．(3)減弱 消除
2．不能。建立新平衡所需的時間取決于反應速率的大小，而勒夏特列原理只能用判斷平衡移動的方向。
典例2 B [增大壓強平衡向逆反應方向移動，即反應物中氣體的計量數之和小于生成物中氣體的計量數之和，據此可排除A、C、D項；降溫平衡也向逆反應方向移動，則正反應為吸熱反應，而B項恰為吸熱反應，確定答案為B。]
變式訓練2 B
典例3 A [首先要知道該反應是氣態(tài)物質系數減小的放熱反應，此反應的平衡體系受壓強的影響：增大壓強平衡向正反應方向移動，A的轉化率增大，B的含量減小，C的含量增大；升高溫度，平衡向逆反應方向移動，A的轉化率減小，B的含量增大，C的含量減小。①圖象表示B的含量隨溫度升高而增加，則符合此反應。另外，從反應開始到建立平衡，溫度越高，到達平衡的時間越短。由于該反應是放熱反應，建立平衡后，溫度越高，B的含量就應越多。同理推知④圖象正確，符合上述平衡體系，②、③圖象不符合題意。]
變式訓練3 B [根據圖Ⅰ中三個狀態(tài)下到達平衡的時間可知T1>T2，p1<p2；溫度從T1降至T2，C的百分含量增大，故正反應放熱，ΔH<0；壓強從p1增至p2，C的百分含量增大，故方程式中C的系數0<x<2，x＝1；所以B的質量分數隨溫度升高而增大，隨壓強增大而減小，B項描述與圖Ⅱ不符，A、C、D項描述正確。]
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