第2課時(shí) 反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響

第2課時(shí)反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)對化學(xué)平衡的影響,認(rèn)識其一般規(guī)律。2.能運(yùn)用化學(xué)平衡移動原理解釋相關(guān)化學(xué)問題。

課前預(yù)習(xí)

課堂探究課前預(yù)習(xí)讀教材學(xué)基礎(chǔ)回顧知識銜接1.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征(1)“逆”,能建立化學(xué)平衡的反應(yīng)一定是可逆反應(yīng)。(2)“等”,處于化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),v正=v逆。(3)“動”,化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡,v正=v逆≠0。(4)“定”,條件不變時(shí),各組分的濃度保持不變。(5)“變”,條件改變時(shí),化學(xué)平衡發(fā)生移動。2.影響化學(xué)平衡狀態(tài)的因素:溫度、濃度、壓強(qiáng)等。3.化學(xué)平衡的移動:當(dāng)條件改變時(shí),原來的化學(xué)平衡將被破壞,并在新的條件下建立起新的化學(xué)平衡。預(yù)習(xí)教材新知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論將充有NO2的燒瓶放入熱水中紅棕色明顯

(填“加深”或“變淺”,下同)升高溫度,平衡向

移動將充有NO2的燒瓶放入冷水中紅棕色明顯

.降低溫度,平衡向

移動加深變淺左右(2)結(jié)論:研究發(fā)現(xiàn),升高溫度,化學(xué)平衡向

方向移動;降低溫度,化學(xué)平衡向

方向移動。吸熱放熱實(shí)驗(yàn)編號實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①溶液顏色

.化學(xué)平衡向

反應(yīng)方向移動②溶液顏色

.化學(xué)平衡向

反應(yīng)方向移動加深加深正正(2)結(jié)論:研究發(fā)現(xiàn),在其他條件不變的情況下,增大

或減小

,都可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動;增大

.或減小

,都可以使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。反應(yīng)物的濃度生成物的濃度生成物的濃度反應(yīng)物的濃度3.壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響(1)實(shí)驗(yàn)在三支針筒中均抽入10cm3NO2氣體[2NO2(g)N2O4(g)],將針筒前端封閉,將第二支針筒活塞迅速推至5cm3

處,將第三支針筒活塞迅速拉至20cm3處。實(shí)驗(yàn)編號實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論第一支針筒第二支針筒氣體顏色

,最終比第一支中的顏色____增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向生成

的方向移動第三支針筒氣體顏色

,最終比第一支中的顏色____減小壓強(qiáng),化學(xué)平衡向生成

的方向移動先變深后變淺N2O4先變淺后變深NO2深淺(2)結(jié)論:研究發(fā)現(xiàn),①Δνg=0改變壓強(qiáng),化學(xué)平衡狀態(tài)

;②Δνg≠0增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)

的方向移動。不變減小【思考1】

溫度、濃度、壓強(qiáng)三因素改變哪一項(xiàng),化學(xué)平衡一定會發(fā)生移動?答案:溫度改變時(shí),化學(xué)平衡一定發(fā)生移動,因?yàn)闇囟雀淖?其化學(xué)平衡常數(shù)K發(fā)生改變,此時(shí)Q≠K,平衡發(fā)生移動。而對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),減小容器體積后,壓強(qiáng)、各物質(zhì)濃度都發(fā)生了改變,但平衡不發(fā)生移動。二、化學(xué)平衡移動原理在封閉體系中,如果只改變影響平衡體系的一個(gè)條件(如濃度、溫度或壓強(qiáng)等),平衡將向著

這種改變的方向移動。減弱【思考2】

如何理解化學(xué)平衡移動原理中“減弱”的含義?答案:化學(xué)平衡移動原理中“減弱”外界條件的改變只是減小,但不能“消除”。如(1)將平衡體系從30℃升溫到50℃,平衡向吸熱方向移動,使平衡體系溫度降低,建立新平衡后30℃<T<50℃。(2)對前后氣體物質(zhì)的量有變化的反應(yīng)加壓,從2×105Pa加壓到5×105Pa,平衡向氣體物質(zhì)的量減小方向移動以減小壓強(qiáng)的改變,建立新平衡后2×105Pa<p<5×105Pa。自評預(yù)習(xí)效果1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的限度的說法中,正確的是(

)A.當(dāng)可逆反應(yīng)進(jìn)行到平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都為零B.平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài),因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物濃度都不再改變C.化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過改變反應(yīng)條件而改變D.當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),這個(gè)反應(yīng)達(dá)到最大限度DB

C

答案:(1)不移動不變(2)向逆反應(yīng)方向移動增大(3)不移動不變(4)向正反應(yīng)方向移動增大課堂探究解疑難提能力探究1問題導(dǎo)引1.化學(xué)平衡最本質(zhì)的特征是什么?2.在通過速率判斷化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)注意什么?3.反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不變能否一定可以作為平衡的標(biāo)志?化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志

【疑難剖析】1.判定條件與可逆反應(yīng)是否相關(guān)(1)相關(guān),則可作為平衡建立的標(biāo)志。(2)無關(guān),不能作為平衡建立的標(biāo)志。【特別提示】

“向相反”是必須滿足的,當(dāng)我們利用反應(yīng)速率來描述化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),可以是“同相等,向相反”或者“異相當(dāng),向相反”。(2)含量標(biāo)志:各組分的物質(zhì)的量、濃度或百分含量(如體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)保持不變。(3)其他標(biāo)志(“√”表示可成為平衡標(biāo)志,“×”表示不可成為平衡標(biāo)志)【特別提示】

如果一個(gè)量成為可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志,該量必須經(jīng)歷一個(gè)由變化到不變的過程,如果該量自始至終不發(fā)生變化,則不能成為達(dá)到平衡的標(biāo)志。解析:容器容積不變,隨反應(yīng)進(jìn)行,混合氣體的質(zhì)量增大,混合氣體的密度增大,當(dāng)混合氣體的密度不變,說明到達(dá)平衡狀態(tài),①正確;容器容積不變,反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)始終不變,所以②錯(cuò)誤,③錯(cuò)誤;可逆反應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行,各物質(zhì)的濃度不斷發(fā)生變化,當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),各物質(zhì)的濃度不變,④正確;反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,隨反應(yīng)進(jìn)行,混合氣體的質(zhì)量增大,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大,平均相對分子質(zhì)量不變,說明到達(dá)平衡狀態(tài),⑤正確;隨反應(yīng)進(jìn)行,B的轉(zhuǎn)化率增大,當(dāng)B的轉(zhuǎn)化率為定值,說明反應(yīng)建立平衡,⑥正確。答案:A解析:X的分解速率屬于正反應(yīng)速率,Y的消耗速率屬于逆反應(yīng)速率,速率之比等于系數(shù)之比,v正(X)=2v逆(Y),說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),而這里是2v正(X)=v逆(Y),A不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);單位時(shí)間內(nèi)生成1molY為正反應(yīng)速率,生成2molX為逆反應(yīng)速率,且正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比,是平衡狀態(tài),B可以說明;該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量改變的化學(xué)反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),混合氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化,容器的體積不變,導(dǎo)致混合氣體的密度不再變化,C可以說明;根據(jù)平衡狀態(tài)的概念可知,當(dāng)反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變時(shí)即是平衡狀態(tài),所以反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變是平衡狀態(tài),D可以說明。A

探究2問題導(dǎo)引1.如何借助K與Q的相對大小判斷化學(xué)平衡移動的方向?2.溫度升高時(shí),放熱和吸熱反應(yīng)方向的K值如何變化,K與Q的相對大小關(guān)系如何?3.平衡體系中充入惰性氣體,平衡是否一定會發(fā)生移動?影響化學(xué)平衡的外界因素

【疑難剖析】1.溫度對化學(xué)平衡的影響反應(yīng)類型溫度變化K值變化Q與K關(guān)系平衡移動方向放熱反應(yīng)升溫減小Q>K逆向移動降溫增大Q<K正向移動吸熱反應(yīng)升溫增大Q<K正向移動降溫減小Q>K逆向移動2.濃度對化學(xué)平衡的影響濃度變化Q值變化Q與K關(guān)系平衡移動方向反應(yīng)物濃度增大減小Q<K正向移動生成物濃度減小反應(yīng)物濃度減小增大Q>K逆向移動生成物濃度增大3.壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響方程式中氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)變化壓強(qiáng)變化Q值變化Q與K關(guān)系平衡移動方向增大增大增大Q>K逆向移動減小減小Q<K正向移動減小增大減小Q<K正向移動減小增大Q>K逆向移動不變增大不變Q=K不移動減小解析:該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),降溫,平衡逆向移動,c(Br2)減小,混合氣體的顏色變淺,A錯(cuò)誤;縮小體積,壓強(qiáng)增大,平衡不移動,c(Br2)增大,混合氣體的顏色變深,B正確;減小壓強(qiáng)平衡不移動,但體積增大,c(Br2)減小,混合氣體的顏色變淺,C錯(cuò)誤;增大氫氣的濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,c(Br2)減小,混合氣體的顏色變淺,D錯(cuò)誤。答案:B解析:(1)減小壓強(qiáng)平衡向氣體物質(zhì)的量增大方向移動,則m+n<p。(2)增加B的量,平衡不移動,B是非氣態(tài)。(3)增大壓強(qiáng)可使平衡發(fā)生移動,表明反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量有變化,又m+n=p,則B是非氣體,m<p,加壓平衡左移。(4)加熱使C質(zhì)量增加,平衡右移,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。答案:(1)m+n<p

(2)非氣態(tài)(3)逆反應(yīng)方向(4)吸熱探究3問題導(dǎo)引1.在分析化學(xué)平衡圖像時(shí)的基本步驟是什么?2.在解答多條件下的平衡圖像題時(shí)需注意什么?化學(xué)平衡圖像

【疑難剖析】1.化學(xué)平衡圖像題的解題步驟(1)看圖像一看面(即縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的意義),二看線(即線的走向和變化趨勢),三看點(diǎn)(即起點(diǎn)、折點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)),四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等),五看量的變化(如濃度變化、溫度變化等)。(2)想規(guī)律聯(lián)想外界條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。(3)做判斷根據(jù)圖像中表現(xiàn)的關(guān)系與所學(xué)規(guī)律相對比,做出符合題目要求的判斷。2.化學(xué)平衡圖像題的解答原則(1)“定一議二”原則在化學(xué)平衡圖像中,了解縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的意義。圖像中有兩個(gè)影響平衡的因素時(shí),先確定一個(gè)不變,再討論另一個(gè)對平衡的影響。(2)“先拐先平,數(shù)值大”原則對于同一化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)先達(dá)到平衡,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表示的溫度較高(如圖甲所示,α表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率)或表示的壓強(qiáng)較大[如圖乙所示,φ(A)表示反應(yīng)物的體積分?jǐn)?shù)]。甲表示:①T2>T1,②正反應(yīng)放熱。乙表示:①p1<p2,②正反應(yīng)為氣體總體積縮小的反應(yīng)。3.圖像的基本類型(1)濃度或物質(zhì)的量—時(shí)間圖像(c-t或n-t)此類圖像可用于寫出化學(xué)反應(yīng)方程式、求出反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、判斷是否是可逆反應(yīng)等。分析此類圖像的關(guān)鍵是正確判斷誰是反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)物與生成物的系數(shù)關(guān)系。須特別注意的是該圖像中也出現(xiàn)了交點(diǎn),但此交點(diǎn)僅表示在t2時(shí)刻反應(yīng)物的物質(zhì)的量等于生成物的物質(zhì)的量,不能代表反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),只有當(dāng)反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化時(shí)(即t3),方能說明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(2)轉(zhuǎn)化率或百分含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖像(3)恒溫(壓)線圖像解析:該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,C的物質(zhì)的量濃度減小,A正確;根據(jù)反應(yīng)前后系數(shù)的大小可以看出,增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動,正逆反應(yīng)速率都增大,且v(正)>v(逆),B錯(cuò)誤;催化劑同等程度地改變正逆反應(yīng)速率,平衡不發(fā)生移動,C錯(cuò)誤;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,A的轉(zhuǎn)化率降低,根據(jù)反應(yīng)前后系數(shù)的大小可以看出