第二章　第二節(jié)　第3課時(shí)　濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響 學(xué)案 （含答案）-2023-2024學(xué)年（人教版2023）高中化學(xué)選擇性必修1

第第頁(yè)第二章第二節(jié)第3課時(shí)濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響學(xué)案（含答案）—2023-2024學(xué)年（人教版2023）高中化學(xué)選擇性必修1第3課時(shí)濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]

1.從變化的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的移動(dòng)，即可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，濃度、壓強(qiáng)改變，平衡將會(huì)發(fā)生移動(dòng)而建立新的平衡。

2.從Q與K的關(guān)系及濃度、壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)速率的影響，分析理解化學(xué)平衡的移動(dòng)。

3.通過實(shí)驗(yàn)論證說明濃度、壓強(qiáng)的改變對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。

一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響

1．實(shí)驗(yàn)探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響

按表中實(shí)驗(yàn)操作步驟完成實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，將有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其結(jié)論填入表中：

實(shí)驗(yàn)原理Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(淺黃色)(無色)(紅色)

實(shí)驗(yàn)操作

現(xiàn)象與結(jié)論b溶液顏色，平衡向移動(dòng)c溶液顏色，平衡向移動(dòng)

理論解釋改變條件發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，c(Fe3＋)減小，即反應(yīng)物濃度減小c(SCN－)增大，即反應(yīng)物濃度增大

從Q、K關(guān)系角度Q＝增大，Q＞K，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)Q＝減小，Q＜K，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

從v正、v逆關(guān)系角度t1時(shí)刻，c(Fe3＋)濃度減小，使v正′減小，而v逆′不變，則___________________，平衡向____________方向移動(dòng)t1時(shí)刻，c(SCN－)增大，使v正′增大，而v逆′不變，則__________，平衡向方向移動(dòng)

2.化學(xué)平衡的移動(dòng)

(1)概念：在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，如果改變反應(yīng)條件，平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系的物質(zhì)組成也會(huì)隨著____，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由________________達(dá)到____________的過程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。

(2)移動(dòng)過程分析

①?gòu)腝、K關(guān)系角度

②從v正、v逆關(guān)系角度

(3)移動(dòng)方向判斷

當(dāng)Q＝K時(shí)，可逆反應(yīng)處于________狀態(tài)，v正________v逆；

當(dāng)Q＜K時(shí)，化學(xué)平衡向______________移動(dòng)，v正________v逆，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)；

當(dāng)Q＞K時(shí)，化學(xué)平衡向______________移動(dòng)，v正________v逆，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)。

3．濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律總結(jié)

當(dāng)其他條件不變時(shí)

(1)c(反應(yīng)物)增大或c(生成物)減小，平衡向________方向移動(dòng)。

(2)c(反應(yīng)物)減小或c(生成物)增大，平衡向________方向移動(dòng)。

4．工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用

適當(dāng)增大________的反應(yīng)物的濃度，使化學(xué)平衡向________方向移動(dòng)，可提高價(jià)格較高的原料的________，從而降低生產(chǎn)成本。

(1)合成氨反應(yīng)中，增加N2的濃度，可使平衡正向移動(dòng)，提高H2的轉(zhuǎn)化率，降低成本()

(2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在某溫度下達(dá)到平衡后，增加一部分C(s)，v正增大，平衡正向移動(dòng)()

(3)化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，v逆一定比v正小()

(4)反應(yīng)混合物各組分百分含量發(fā)生改變，化學(xué)平衡一定發(fā)生了移動(dòng)()

濃度對(duì)化學(xué)平衡影響的v－t圖像分析

已知反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，有關(guān)物質(zhì)的濃度發(fā)生改變，其反應(yīng)速率的變化曲線分別如下圖所示：

(1)t1時(shí)刻，增大反應(yīng)物濃度，使v正′增大，而v逆′不變，則v正′＞v逆′，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)(如圖1)。

(2)t1時(shí)刻，減小生成物濃度，使v逆′減小，而v正′不變，則v正′＞v逆′，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)(如圖2)。

(3)t1時(shí)刻，增大生成物濃度，使v逆′增大，而v正′不變，則v逆′＞v正′，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(如圖3)。

(4)t1時(shí)刻，減小反應(yīng)物濃度，使v正′減小，而v逆′不變，則v逆′＞v正′，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(如圖4)。

1．檢驗(yàn)Fe3＋的存在，可向溶液中加入KSCN溶液，發(fā)生反應(yīng)如下：

FeCl3＋3KSCN3KCl＋Fe(SCN)3

(淺黃色)(無色)(無色)(紅色)

能使該可逆反應(yīng)發(fā)生平衡移動(dòng)的是________(填序號(hào)，下同)。不能使平衡發(fā)生移動(dòng)的是________________________________________________________________________，

原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

①加入KCl固體②加入Fe粉③加入FeCl3固體

2．常溫下，水溶液中的反應(yīng)Fe3＋＋SCN－Fe(SCN)2＋達(dá)到平衡時(shí)，c(SCN－)＝0.10mol·L－1，c(Fe3＋)＝0.04mol·L－1，c[Fe(SCN)2＋]＝0.68mol·L－1。思考下列問題：

(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為______________。

(2)加水稀釋至原溶液體積的2倍，平衡將向__________(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動(dòng)。

反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率及生成物的含量分析

(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

①按計(jì)量數(shù)之比投料，各反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等。

②若增大一種反應(yīng)物濃度，可以增大另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而其本身的轉(zhuǎn)化率減小。

(2)生成物的含量

在一定的溫度和壓強(qiáng)下，若反應(yīng)物投料比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)，生成物的含量最高。

1.(2022·北京海淀區(qū)質(zhì)檢)將5mL0.005mol·L－1FeCl3溶液和5mL0.015mol·L－1KSCN溶液混合，達(dá)到平衡后混合液呈紅色，再將混合液分為5份，分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

試管①：滴加4滴水，振蕩

試管②：滴加4滴飽和FeCl3溶液，振蕩

試管③：滴加4滴1mol·L－1KCl溶液，振蕩

試管④：滴加4滴1mol·L－1KSCN溶液，振蕩

試管⑤：滴加4滴1mol·L－1NaOH溶液，振蕩

下列說法不正確的是()

A．對(duì)比試管①和②，為了證明增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)

B．對(duì)比試管①和③，為了證明增大反應(yīng)物濃度，平衡逆向移動(dòng)

C．對(duì)比試管①和④，為了證明增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)

D．對(duì)比試管①和⑤，為了證明減小反應(yīng)物濃度，平衡逆向移動(dòng)

2.在一定溫度下，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。改變起始時(shí)n(SO2)對(duì)反應(yīng)的影響如圖所示。下列說法正確的是()

A．SO2的起始量越大，混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)越大

B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，a點(diǎn)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率最高

C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)：Kb＞Kc＞Ka

D．b、c點(diǎn)均為化學(xué)平衡點(diǎn)，a點(diǎn)未達(dá)到平衡且反應(yīng)正向進(jìn)行

二、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

1．實(shí)驗(yàn)探究壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

按表中實(shí)驗(yàn)操作步驟完成實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，將有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其結(jié)論填入表中：

實(shí)驗(yàn)原理容器容積減小，氣體壓強(qiáng)增大；容器容積增大，氣體壓強(qiáng)減小

2NO2(g)N2O4(g)(紅棕色)(無色)

實(shí)驗(yàn)步驟

活塞Ⅱ處→Ⅰ處，壓強(qiáng)增大活塞Ⅰ處→Ⅱ處，壓強(qiáng)減小

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象混合氣體的顏色先____后又逐漸____混合氣體的顏色先____后又逐漸____

實(shí)驗(yàn)結(jié)論活塞往里推，管內(nèi)容積減小，c(NO2)增大，顏色變深，但顏色又變淺[即c(NO2)減小]，推理得知，氣體的壓強(qiáng)____，平衡向__________方向移動(dòng)活塞往外拉，管內(nèi)容積增大，c(NO2)減小，顏色變淺，但顏色又變深[即c(NO2)增大]，推理得知，氣體的壓強(qiáng)______，平衡向______方向移動(dòng)

2.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律及解釋

(1)對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，在其他條件不變時(shí)

①增大壓強(qiáng)(減小容器的容積)，化學(xué)平衡向____________的方向移動(dòng)。

②減小壓強(qiáng)(增大容器的容積)，化學(xué)平衡向____________的方向移動(dòng)。

③對(duì)于反應(yīng)后氣體的總體積不變的可逆反應(yīng)，改變壓強(qiáng)，平衡__________。

(2)用Q、K關(guān)系分析壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)，在一定溫度下，增大體系壓強(qiáng)，各氣體的濃度也同等倍數(shù)增大。對(duì)于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)，

若m＋n＝p，增大壓強(qiáng)，Q＝K，化學(xué)平衡狀態(tài)不變；

若m＋nK，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；

若m＋n>p，增大壓強(qiáng)，Qp②x點(diǎn)表示的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率③x點(diǎn)表示的反應(yīng)速率比y點(diǎn)的小

④n>p

A．①②B．②④C．②③D．①③

2．一定條件下，某可逆反應(yīng)在密閉容器中建立化學(xué)平衡，在t1時(shí)刻改變某一個(gè)條件，建立新的平衡，其v－t圖像如下：

(1)對(duì)于反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，t1時(shí)刻縮小容器體積，其圖像為________(填字母，下同)，平衡________________(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”，下同)移動(dòng)。

(2)對(duì)于反應(yīng)：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，t1時(shí)刻增大容器體積，其圖像為________，平衡__________________移動(dòng)。

(3)對(duì)于反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)，t1時(shí)刻縮小容器體積，其圖像為_____，平衡_____移動(dòng)。

壓強(qiáng)改變的途徑

(1)改變?nèi)萜魅莘e：在物質(zhì)量不變的前提下，增大容器容積，相當(dāng)于給反應(yīng)體系減壓，減小容器容積相當(dāng)于給反應(yīng)體系加壓。

(2)同倍數(shù)改變氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量或濃度：恒溫恒容時(shí)，若按起始投料比或反應(yīng)過程中某時(shí)刻各氣體物質(zhì)的量(或濃度)之比充入氣體物質(zhì)，相當(dāng)于給反應(yīng)體系加壓。

注意：題干中沒有特殊說明時(shí)，壓強(qiáng)的改變往往默認(rèn)為改變?nèi)萜鞯娜莘e實(shí)現(xiàn)。

3．Ⅰ.在一定條件下，反應(yīng)xA＋yBzC達(dá)到平衡。

(1)若A、B、C都是氣體，在增壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則x、y、z之間的關(guān)系是________________________________________________________________________。

(2)若C是氣體，且x＋y＝z，增大壓強(qiáng)如果平衡發(fā)生移動(dòng)，則A的轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”“減小”或“不變”)。

Ⅱ.(3)利用現(xiàn)代手持技術(shù)可以探究壓強(qiáng)對(duì)2NO2(g)N2O4(g)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)條件下，往針筒中充入一定體積的NO2氣體后密封并保持活塞位置不變。分別在t1、t2時(shí)刻迅速移動(dòng)活塞后并保持活塞位置不變，傳感器測(cè)定出針筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化如圖所示。

B、E兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率大小為vB________(填“>”“K，平衡逆向移動(dòng)。

反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率及生成物的含量分析

(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

①按計(jì)量數(shù)之比投料，各反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等。

②若增大一種反應(yīng)物濃度，可以增大另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而其本身的轉(zhuǎn)化率減小。

(2)生成物的含量

在一定的溫度和壓強(qiáng)下，若反應(yīng)物投料比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)，生成物的含量最高。

1.(2022·北京海淀區(qū)質(zhì)檢)將5mL0.005mol·L－1FeCl3溶液和5mL0.015mol·L－1KSCN溶液混合，達(dá)到平衡后混合液呈紅色，再將混合液分為5份，分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

試管①：滴加4滴水，振蕩

試管②：滴加4滴飽和FeCl3溶液，振蕩

試管③：滴加4滴1mol·L－1KCl溶液，振蕩

試管④：滴加4滴1mol·L－1KSCN溶液，振蕩

試管⑤：滴加4滴1mol·L－1NaOH溶液，振蕩

下列說法不正確的是()

A．對(duì)比試管①和②，為了證明增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)

B．對(duì)比試管①和③，為了證明增大反應(yīng)物濃度，平衡逆向移動(dòng)

C．對(duì)比試管①和④，為了證明增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)

D．對(duì)比試管①和⑤，為了證明減小反應(yīng)物濃度，平衡逆向移動(dòng)

答案B

解析試管②與①對(duì)比，改變了Fe3＋的濃度，A正確；FeCl3溶液和KSCN溶液反應(yīng)的本質(zhì)是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，改變鉀離子或氯離子的濃度對(duì)平衡沒有影響，B錯(cuò)誤；試管④與①對(duì)比，改變了反應(yīng)物SCN－的濃度，C正確；在原平衡體系中加入NaOH溶液，F(xiàn)e3＋與之反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，溶液中Fe3＋的濃度減小，D正確。

2.在一定溫度下，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。改變起始時(shí)n(SO2)對(duì)反應(yīng)的影響如圖所示。下列說法正確的是()

A．SO2的起始量越大，混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)越大

B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，a點(diǎn)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率最高

C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)：Kb＞Kc＞Ka

D．b、c點(diǎn)均為化學(xué)平衡點(diǎn)，a點(diǎn)未達(dá)到平衡且反應(yīng)正向進(jìn)行

答案B

解析由題圖可知，O2的量一定，SO2的量越少，其轉(zhuǎn)化率越高，故a點(diǎn)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率最高，B正確。

二、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

1．實(shí)驗(yàn)探究壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

按表中實(shí)驗(yàn)操作步驟完成實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，將有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其結(jié)論填入表中：

實(shí)驗(yàn)原理容器容積減小，氣體壓強(qiáng)增大；容器容積增大，氣體壓強(qiáng)減小

2NO2(g)N2O4(g)(紅棕色)(無色)

實(shí)驗(yàn)步驟

活塞Ⅱ處→Ⅰ處，壓強(qiáng)增大活塞Ⅰ處→Ⅱ處，壓強(qiáng)減小

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象混合氣體的顏色先變深后又逐漸變淺混合氣體的顏色先變淺后又逐漸變深

實(shí)驗(yàn)結(jié)論活塞往里推，管內(nèi)容積減小，c(NO2)增大，顏色變深，但顏色又變淺[即c(NO2)減小]，推理得知，氣體的壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)活塞往外拉，管內(nèi)容積增大，c(NO2)減小，顏色變淺，但顏色又變深[即c(NO2)增大]，推理得知，氣體的壓強(qiáng)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

2.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律及解釋

(1)對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，在其他條件不變時(shí)

①增大壓強(qiáng)(減小容器的容積)，化學(xué)平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)。

②減小壓強(qiáng)(增大容器的容積)，化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。

③對(duì)于反應(yīng)后氣體的總體積不變的可逆反應(yīng)，改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)。

(2)用Q、K關(guān)系分析壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)，在一定溫度下，增大體系壓強(qiáng)，各氣體的濃度也同等倍數(shù)增大。對(duì)于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)，

若m＋n＝p，增大壓強(qiáng)，Q＝K，化學(xué)平衡狀態(tài)不變；

若m＋nK，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；

若m＋n>p，增大壓強(qiáng)，Qp②x點(diǎn)表示的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率③x點(diǎn)表示的反應(yīng)速率比y點(diǎn)的?、躰>p

A．①②B．②④C．②③D．①③

答案C

解析從題圖的曲線變化特征可以看出，增大壓強(qiáng)，B的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A為固態(tài)，則有nv逆，故②正確；x點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)小于y點(diǎn)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，故x點(diǎn)比y點(diǎn)的反應(yīng)速率小，故③正確。

2．一定條件下，某可逆反應(yīng)在密閉容器中建立化學(xué)平衡，在t1時(shí)刻改變某一個(gè)條件，建立新的平衡，其v－t圖像如下：

(1)對(duì)于反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，t1時(shí)刻縮小容器體積，其圖像為________(填字母，下同)，平衡________________(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”，下同)移動(dòng)。

(2)對(duì)于反應(yīng)：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，t1時(shí)刻增大容器體積，其圖像為________，平衡_______________