化学选择性必修1第二节 化学平衡第2课时导学案

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第二节　 化学平衡
第2课时　影响化学平衡的因素

1.从变化的角度认识化学平衡的移动，即反应达到平衡后，条件改变使平衡发生移动而建立新的平衡。
变化观念与平衡思想
2.通过实验论证说明浓度、压强、温度的改变对化学平衡的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型。
证据推理与模型认知

要点一　浓度对化学平衡的影响
1．实验探究
FeCl3溶液与KSCN溶液的反应体系
实验原理
　Fe3＋　＋　3SCN－Fe(SCN)3
浅黄色　 无色　　红色
实验操作

实验现象
a试管
b试管
c试管
保持红色，起对照作用
溶液颜色变浅
溶液颜色加深
解释及结论
b试管加入Fe粉后，发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，c(Fe3＋)减小，Fe(SCN)3的浓度减小，溶液颜色变浅，即化学平衡向逆反应方向移动；
c试管加入KSCN溶液后，c(SCN－)增大，Fe(SCN)3的浓度增大，溶液颜色加深，即化学平衡向正反应方向移动
2．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作化学平衡的移动。
(2)过程分析
v正>v逆v正＝v逆v正≠v逆v′正＝v′逆

3．浓度对化学平衡的影响规律(其他条件不变)
(1)可逆反应达到平衡时，增大反应物浓度(或减小生成物浓度)，平衡向正反应方向移动；若减小反应物浓度(或增大生成物浓度)，平衡向逆反应方向移动。
(2)在等温条件下，对于一个已达化学平衡的反应，当改变反应物或生成物的浓度时，根据浓度商与平衡常数的大小关系，可以判断化学平衡移动的方向。
①Q＝K：可逆反应处于平衡状态。
②Q＜K：平衡向正反应方向移动，直至达到新的平衡状态。
③Q＞K：平衡向逆反应方向移动，直至达到新的平衡状态。
要点二　压强对化学平衡的影响
1．实验探究
实验原理
2NO2　　N2O4
红棕色 　　无色
实验装置
50 mL注射器，吸入20 mL NO2和N2O4的混合气体(注射器活塞位于Ⅰ处)，细管端用橡胶塞封闭

实验操作
及现象
活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处
活塞由Ⅱ处推到Ⅰ处
体系压强减小
体系压强增大
气体颜色先变浅，又逐渐变深
气体颜色先变深，又逐渐变浅
解释及
结论
把注射器的活塞往外拉，管内体积增大，气体的压强减小，浓度减小，混合气体的颜色先变浅又逐渐变深，说明平衡向生成NO2的方向移动；
把注射器的活塞往里推，管内体积减小，气体的压强增大，浓度增大，混合气体的颜色先变深又逐渐变浅，说明平衡向生成N2O4的方向移动
2．压强对化学平衡的影响规律(其他条件不变)
(1)有气体参加的可逆反应
①增大压强(减小容器的容积)，会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动。
②减小压强(增大容器的容积)，会使化学平衡向气体体积增大的方向移动。
③反应后气体的总体积没有变化的可逆反应，增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。
(2)无气体参加的可逆反应：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不发生移动。
要点三　温度对化学平衡的影响
1．实验探究
实验原理
2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1
实验操作
把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶，然后用弹簧夹夹住乳胶管；把一只烧瓶浸泡在热水中，另一只浸泡在冰水中。观察混合气体的颜色变化

实验步骤
浸泡在热水中
浸泡在冰水中
实验现象
气体红棕色加深
气体红棕色变浅
实验结论
升高温度，NO2的浓度增大；降低温度，NO2的浓度减小
2．温度对化学平衡的影响规律(其他条件不变)
升高温度，会使化学平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向放热反应的方向移动。
要点四　勒夏特列原理(化学平衡移动原理)
1．勒夏特列原理
(1)内容：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)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理。
(2)适用范围：适用于任何动态平衡体系(在第三章将学到的电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。
(3)应用：在化学工业和环境保护等领域有十分重要的应用。根据化学平衡移动原理，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应。
2．催化剂与化学平衡
催化剂能够同等程度地改变正反应速率和逆反应速率，因此，它对化学平衡的移动没有影响。催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成，但是，使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。

判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)升高温度，化学平衡一定发生移动。(　　)
(2)平衡向正反应方向移动过程中，v正 不断地增大。(　　)
(3)不论是恒温恒容还是恒温恒压容器，加入稀有气体，平衡皆发生移动。(　　)
(4)向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入少量KCl，平衡向左移动。(　　)
(5)压缩容器后，容器中的气体反应存在的化学平衡一定发生移动。(　　)
答案 (1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×

(1)对可逆反应来说，升高温度，正反应速率和逆反应速率增大幅度不一致，导致化学平衡将向吸热方向移动。
(2)化学平衡正向移动时，正反应速率逐渐减小。
(3)压强对化学平衡产生影响的前提是反应体系中必须有气体，且反应前后气体的化学计量系数不等。

考点一　外界条件对反应速率、化学平衡的影响

1．在恒温恒容的密闭容器中发生反应3CO(g)＋Fe2O3(s)2Fe(s)＋3CO2(g)，达到平衡时，充入“稀有气体”，原平衡发生移动吗？
答案 充入“稀有气体”尽管压强增大，但各物质浓度不变，反应速率不变，平衡不发生移动。
2．化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变吗？化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动吗？
答案 化学平衡发生移动，速率一定改变；速率改变，化学平衡不一定发生移动，例如加入催化剂，化学反应速率改变，但平衡不移动。

1．浓度对化学平衡影响的v－t图像分析
平衡向正反应方向移动
平衡向逆反应方向移动


2．温度对化学平衡影响的v－t图像分析
aA＋bBcC＋dD　ΔH＜0
aA＋bBcC＋dD　ΔH＞0


3．压强对化学反应速率、化学平衡的影响
(1)压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系

(2)压强对化学平衡影响的v－t图像分析[以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例]
(1)若m＋n＞p＋q

(2)若m＋n＜p＋q

(3)若m＋n＝p＋q

【例题1】 一定条件下，A(g)＋B(g)C(g)　ΔHv′(正)，故为升温[若加压v′(正)>v′(逆)]；C图v′(逆)、v′(正)均突减，故为改变温度或压强，由v′(逆)>v′(正)知为减压；D图v′(逆)＝v′(正)，故为使用催化剂；E图v′(逆)突减，v′(正)从原平衡逐渐减小，故为减小生成物浓度。
答案 (1)B　减小　(2)C　减小　(3)E　(4)A　增大　减小　(5)D　不变
【变式1】 对于①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH0，
其对应v－t图像如图所示，回答下列问题：

(1)反应①
t1时刻改变的条件为__________________________；
t2时刻改变的条件为__________________________。
(2)反应②
t1时刻改变的条件为__________________________；
t2时刻改变的条件为__________________________。
解析 t1时刻正、逆反应速率突增，说明是升温或加压，且平衡正移，结合化学方程式可知反应①为加压，反应②为升温；而t2时刻正、逆反应速率突减，说明是降温或减压，且平衡正移，结合化学方程式知，反应①为降温，反应②为减压。
答案 (1)增大压强　降低温度　(2)升高温度　减小压强
考点二　勒夏特列原理

3．在密闭容器中，反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡后，若改变下列条件，化学平衡是否移动？CO的浓度会发生怎样的变化？
(1)增加C(s)________。
(2)保持温度不变，增大反应容器的容积________。
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He_____________________。
(4)保持压强和温度不变，通入He________。
(5)保持反应容器的容积不变，升高温度________。
答案 (1)不移动　不变　(2)正向移动　减小　(3)不移动
不变　(4)正向移动　减小　(5)正向移动　增大

1．应用勒夏特列原理需要注意的问题
(1)确定条件的改变是否影响化学平衡
①改变化学平衡体系中固体或纯液体的物质的量，并未改变影响化学平衡的条件。
②即使是有气体存在的化学平衡体系，在恒容、恒温条件下充入稀有气体，也未改变影响化学平衡的条件。
(2)可逆反应是否存在能减弱某项条件改变的反应方向，如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，当a＋b＝c＋d时，它没有气体体积增大或减小的反应方向，所以，即使改变压强，化学平衡也不移动。而若对体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加压，如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡则会向气体体积减小的方向移动，移动的结果是使体系的压强减小，达到新的平衡时30 MPa　(2)增大　(3)增大　减小　(4)减小
(5)不变
【变式2】 在水溶液中橙色的Cr2O与黄色的CrO有如下平衡关系：Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋。其中重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈__色。
(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈__色。
(3)向原溶液中逐渐加入足量Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡______(填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将________________。
解析 (1)加碱中和溶液中的H＋，平衡右移，溶液中的c(CrO)增大。(2)加酸使平衡左移，溶液中的c(Cr2O)增大。(3)加Ba(NO3)2，发生的反应为Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓(黄色)，平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。
答案 (1)黄　(2)橙　(3)向右移动　由橙色逐渐变浅，直至无色

【例题】 (2020·北京卷)一定温度下，反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)＝0.11 mmol·L－1，c(H2)＝0.11 mmol·L－1，c(HI)＝0.78 mmol·L－1。(注：1 mmol·L－1＝10－3 mol·L－1)相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是(　　)

A
B
C
D
c(I2)/mmol·L－1
1.00
0.22
0.44
0.11
c(H2)/mmol·L－1
1.00
0.22
0.44
0.44
c(HI)/mmol·L－1
1.00
1.56
4.00
1.56
答案　C
解析　该反应的平衡常数表达式为K＝c2(HI)÷[c(H2)·c(I2)]，将平衡时物质的浓度代入表达式可得，K＝50.28。将所给浓度代入浓度商表达式得：
Q(A)＝＝1K，反应逆向进行；
Q(D)＝＝50.28＝K，反应处于平衡状态。故选C项。

1．判断方法
(1)根据勒夏特列原理判断
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
(2)根据v正、v逆的相对大小判断
①若v正>v逆，则平衡向正反应方向移动(注意v正增大，平衡不一定向正反应方向移动)。
②若v正Q，则平衡向正反应方向移动。
②若KT2，由于T1平衡时n(NO2)比T2平衡时n(NO2)大，故升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以ΔH>0。(3)A项，增大N2O4的起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，减小；B项，升高温度，平衡向右移动，增大；C项，通入NO2相当于增大压强，平衡向左移动，减小；D项，使用高效催化剂，平衡不移动，不变。(4)A项，由题图可知，A、C两点平衡时温度相同，C点对应压强大，反应速率大；B项，由题图可知，A、B两点平衡时压强相同，温度不同，A点NO2的体积分数大于B点，而反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0，温度升高，平衡向右移动，NO2的体积分数增大，温度T4>T3，N2O4的转化率A>B；C项，由题图可知，A、C两点平衡时温度相同，C点对应压强大，NO2的浓度大，故气体颜色C点比A点深；D项，由B项分析可知，T4>T3，故由A点到B点需要降低温度。
答案 (1)0.001 25　(2)>　(3)AC　(4)B