高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第3课时导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第3课时导学案，共14页。
第3课时　浓度、压强对化学平衡移动的影响
[核心素养发展目标]　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：从Q与K的关系及浓度、压强对可逆反应速率的影响，分析理解化学平衡的移动。3.科学探究：通过实验论证说明浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响。
一、浓度对化学平衡移动的影响
1．实验探究浓度对化学平衡的影响
按表中实验操作步骤完成实验，观察实验现象，将有关实验现象及其结论填入表中：
实验原理
Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(红色)
实验操作

现象与结论
b溶液颜色变浅，平衡向逆反应方向移动
c溶液颜色变深，平衡向正反应方向移动
理论解释
发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋浓度减小，Q＝增大，Q＞K，平衡逆向移动
c(SCN－)增大，Q＝减小，Q＜K，平衡正向移动

2.化学平衡移动
(1)概念：在一定条件当可逆反应达到平衡状态后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。
(2)化学平衡移动的特征
新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度、百分含量发生改变。
(3)化学平衡移动的过程分析

(4)化学平衡移动方向的判断
当Q＝K时：反应处于平衡状态，v正＝v逆；
当Q＜K时：反应向正反应方向进行，v正＞v逆；
当Q＞K时：反应向逆反应方向进行，v正＜v逆。
3．浓度对化学平衡的影响规律及解释
(1)浓度对化学平衡移动的影响规律
当其他条件不变时：
①c(反应物)增大或c(生成物)减小，平衡向正反应方向移动。
②c(反应物)减小或c(生成物)增大，平衡向逆反应方向移动。
(2)用平衡常数分析浓度对化学平衡移动的影响：
①Q减小，则Q＜K，平衡向正反应方向移动
②Q增大，则Q＞K，平衡向逆反应方向移动
4．分析浓度变化对正、逆反应速率的影响
已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示：

t1时刻，增大反应物浓度，使v′正增大，而v′逆不变，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。

t1时刻，减小生成物浓度，使v′逆减小，而v′正不变，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。

t1时刻，增大生成物浓度，使v′逆增大，而v′正不变，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。

t1时刻，减小反应物浓度，使v′正减小，而v′逆不变，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。
5．应用
在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。

(1)合成氨反应中，增加N2的浓度，可使平衡正向移动，提高H2的转化率，降低成本(　　)
(2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在某温度下达到平衡后，增加一部分C(s)，v正增大，平衡正向移动(　　)
(3)恒容容器中充入He气，可使N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)平衡向正向移动(　　)
(4)改变条件使v正增大了，则化学平衡一定向正反应方向移动(　　)
(5)化学平衡向正反应方向移动，v逆一定比v正小(　　)
(6)反应混合物各组分百分含量发生改变，化学平衡一定发生了移动(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√

1．检验Fe3＋的存在，可向溶液中加入KSCN溶液，发生反应如下：
FeCl3＋3KSCN3KCl＋Fe(SCN)3
　 (棕黄色) (无色) (无色)　 (红色)
能使该可逆反应发生平衡移动的是________。
①加入KCl固体　②加入Fe粉　③加入FeCl3固体
不能使平衡发生移动的是________，原因是_____________________________________。
答案　②③　①　该可逆反应的实质为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，加入KCl固体，只增加了c(K＋)、c(Cl－)，未改变c(Fe3＋)、c(SCN－)、c[Fe(SCN)3]，平衡不移动
2．在恒温恒容的容器中发生反应N2＋3H22NH3，当反应达到平衡后，判断改变下列措施化学平衡移动的方向(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(1)向容器中充氮气____________；
(2)向容器中充氢气____________；
(3)向容器中充氨气____________；
(4)向容器中充氦气____________；
(5)向容器中充入氯化氢气体____________。
答案　(1)正向移动　(2)正向移动　(3)逆向移动　(4)不移动　(5)正向移动
3．工业上制取硫酸的过程中，有一重要的反应：
2SO2＋O22SO3
在实际生产过程中，常用过量的空气的目的是
________________________________________________________________________。
答案　使平衡正向移动，提高二氧化硫的利用率，降低生产成本

(1)“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度。
(2)对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子的干扰。
(3)固体或纯液体的浓度是常数，改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，平衡不移动。
二、压强变化对化学平衡移动的影响
1．实验探究压强对化学平衡移动的影响
按表中实验操作步骤完成实验，观察实验现象，将有关实验现象及其结论填入表中：
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
混合气体的颜色先变深又逐渐变浅
混合气体的颜色先变浅又逐渐变深
实验结论
活塞往里推，体积减小，压强增大，c(NO2)增大，颜色变深，但颜色又变浅，说明c(NO2)减小，平衡向正反应方向移动。
活塞往外拉，体积增大，压强减小，c(NO2)减小，颜色变浅，但气体颜色又变深，说明c(NO2)增大，平衡向逆反应方向移动

2.压强对化学平衡移动的影响规律及解释
(1)在其他条件不变时：
①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。
②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。
③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡不移动。
(2)利用平衡常数分析压强对化学平衡移动的影响
化学方程式中气态物质系数的变化
压强变化
Q值变化
Q与K的关系
平衡移动方向
增大
增大
增大
Q＞K
逆向移动
减小
减小
Q＜K
正向移动
减小
增大
减小
Q＜K
正向移动
减小
增大
Q＞K
逆向移动
不变
增大
不变
Q＝K
不移动
减小

3.分析压强变化对正、逆反应速率影响
(1)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n≠p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如①、②：

t1时刻，增大容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，缩体方向的v′逆减小幅度更大，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。

t1时刻，缩小容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，缩体方向的v′逆增大幅度更大，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。
(2)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n＝p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如③：

t1时刻，若缩小容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图上线。t1时刻，若增大容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图下线。
提醒　①压强对平衡移动的影响：只适用于有气体参与的反应。对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。
②压强是否能使化学平衡发生移动，要看压强改变是否使浓度发生改变，从而使v′正≠v′逆。


(1)有气体参与的反应，改变压强，平衡一定发生移动(　　)
(2)增大压强可使2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)平衡向正向移动，原因是增大压强，v正增大，v逆减小(　　)
(3)对CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，在其他条件不变时，改变压强，平衡不移动(　　)
(4)对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，其他条件不变时，增大压强，体系的颜色加深，平衡正向移动
(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×

1．在恒温密闭容器中进行下列反应
CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH>0
达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：
(1)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡逆向移动；c(CO2)增大。
(2)通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡不移动；c(CO2)不变。
(3)通入N2，保持密闭容器压强和温度不变，则平衡正向移动；c(CO2)减小。
2．一定条件下，某可逆反应在密闭容器中建立化学平衡，在t1时刻改变某一个条件，建立新的平衡，其v－t图像如下：


(1)对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，t1时刻缩小容器体积，其图像为D，平衡向正反应方向(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”，下同)移动。
(2)对于反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，t1时刻增大容器体积，其图像为C，平衡向正反应方向移动。
(3)对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，t1时刻缩小容器体积，其图像为A，平衡不移动。
3．在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，试回答下列问题：
(1)若x＋y＞z，缩小体积，增大压强，则平衡向________方向移动。
(2)若保持体积不变，通入氦气，则平衡________移动。
(3)若保持压强不变，通入氦气，平衡向正反应方向移动，则x、y、z的关系为________。
(4)若x＋y＝z，缩小体积，增大压强，则平衡________移动。
答案　(1)正反应　(2)不　(3)x＋y＜z　(4)不

充入“惰性”气体对化学平衡的影响
(1)恒容时，通入“惰性”气体，压强增大，平衡不移动；恒压时，通入“惰性”气体，体积增大，平衡向气体体积增大的方向移动。
(2)在恒容容器中，改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动的方向时，应以浓度的影响进行分析。
(3)对于反应前后气体体积相等的反应[如H2(g)＋I2(g)2HI(g)]，当向平衡体系中充入“惰性”气体时，则无论任何情况下平衡都不发生移动。
随堂演练　知识落实
1．下列可确认化学平衡一定发生移动的是(　　)
A．化学反应速率发生了改变
B．有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强
C．可逆反应达到平衡，使用了催化剂
D．由于某一条件的改变，使正、逆反应速率不再相等
答案　D
解析　化学平衡移动的实质是正、逆反应速率不相等。A中化学反应速率发生了改变，但可能正、逆反应速率同等程度地改变，两者仍相等；B中对于反应前后气体体积相等的反应，压强的改变对正、逆反应速率的影响相同；C中催化剂同等程度地改变正、逆反应速率。
2．一定温度下，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保持容器容积不变，充入He使体系压强增大
③将容器的容积缩小一半
④保持压强不变，充入He使容器容积变大
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
答案　A
解析　①C是固体，其浓度为常数，改变它的量，平衡不移动；②该反应为反应前后气体体积不相等的反应，保持容器容积不变，充入He，由于c(H2O)、c(CO)、c(H2)都不变，所以平衡不移动；③缩小容器容积，压强增大，平衡左移；④保持压强不变，充入He，容器容积扩大，平衡右移。
3．在新制的氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，若向氯水中投入少量碳酸钙粉末，溶液中发生的变化是(　　)
A．H＋浓度减小，HClO浓度减小
B．H＋浓度增大，HClO浓度增大
C．H＋浓度减小，HClO浓度增大
D．H＋浓度增大，HClO浓度减小
答案　C
解析　碳酸的酸性弱于盐酸而强于次氯酸，向氯水中投入少量碳酸钙粉末后，与盐酸反应，而不与次氯酸反应。又由于H＋浓度减小，平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向正反应方向移动，故HClO浓度增大。
4．在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则下列说法正确的是(　　)
A．平衡向逆反应方向移动了
B．物质A的转化率减小了
C．物质B的质量分数增大了
D．a＞b
答案　C
解析　平衡后将容器体积增大一倍，即压强减小到原来的一半，A、B的浓度都变为原来的50%，达到新平衡后，B的浓度是原来的60%，说明减小压强使平衡向正反应方向移动，则正反应是气体体积增大的反应，即b＞a，B的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数及A的转化率都增大了。
5．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。
(1)向1 L恒容密闭容器中充入CO和H2O(g)，温度为T时测得部分数据如下表：
t/min
0
1
2
3
4
n(H2O)/mol
0.60
0.50
0.44
0.40
0.40
n(CO)/mol
0.40
0.30
0.24
0.20
0.20

则该温度下反应的平衡常数K＝________。
(2)相同温度下，若向2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO、4 mol H2O(g)、2 mol CO2、2 mol H2，此时平衡向________方向移动，v正________(填“>”“＝”或“