化学选择性必修1第二节 化学平衡教学演示ppt课件

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1.通过实验探究,了解浓度、压强对化学平衡状态的影响,能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。2.能运用浓度、压强对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化,能讨论化学反应条件的选择和优化,培养变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任的化学核心素养。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
一、化学平衡移动1.定义在一定条件下,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,直到达到新的平衡状态。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一般情况下,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外界条件对化学平衡移动的影响是通过改变反应速率来实现的。当Q=K时:可逆反应处于　　　　状态,v(正)　　v(逆); 当QK时:化学平衡向　　　　　　 移动,v(正)　　v(逆)。 
二、浓度对化学平衡的影响1.实验过程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:
2.结论可逆反应达到平衡时,在其他条件不变的情况下:(1)c(反应物)增大或c(生成物)减小,平衡向　　　　方向移动。 (2)c(反应物)减小或c(生成物)增大,平衡向　　　　方向移动。 
3.理论解释浓度的改变导致浓度商的改变,但K　　　　　　,使Q　　K,从而导致平衡移动。但浓度的改变不一定会使化学平衡发生移动。
改变固体或纯液体的用量,Q不变,平衡不移动
同时改变多种物质的浓度,若仍存在Q=K,则平衡不移动 
(1)增大c(反应物)或减小c(生成物),Q　　　,则Q　　K,平衡向　　　　方向移动 (2)增大c(生成物)或减小c(反应物),Q　　　,则Q　　K,平衡向　　　　方向移动 
4.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。
三、压强对化学平衡的影响1.实验过程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:
2.压强对化学平衡的影响
对于有气体参加的可逆反应,当达到化学平衡时,在其他条件不变的情况下:(1)若为反应前后气体体积改变的反应,如N2+3H2 2NH3:增大压强后,平衡向　　　　　　　　的方向移动; 减小压强后,平衡向　　　　　　　　的方向移动。 (2)若为气体总体积不变的可逆反应,如H2+I2 2HI:改变压强后,平衡　　　　　。 
平衡混合物中都是固态或液态物质时,改变压强平衡不移动
易错辨析1(1)化学平衡发生移动时,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变时,化学平衡也一定发生移动。(　　)(2)若可逆反应改变外界条件后,平衡向正反应方向移动,则说明v(正)>v(逆)。(　　)
提示 若改变外界条件后,可逆反应的正、逆反应速率均改变,但二者仍相等,则化学平衡不发生移动。
(3)一定温度下,可逆反应H2N—COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)在密闭容器中反应达到化学平衡时,向容器中再加入少量H2N—COONH4(s),则平衡不发生移动。(　　)(4)一定条件下的可逆反应达到化学平衡状态时,改变外界条件使v(正)≠v(逆),则发生化学平衡移动。(　　)
微思考1自学教材“在上述反应体系中存在下列平衡”一段。思考:可逆反应达到平衡时,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,该过程中v(正)和v(逆)如何变化?
提示 增大反应物浓度的瞬间,v(正)迅速增大;由于这时生成物浓度不变,因此v(逆)不变,则v(正)>v(逆),平衡正向移动。随着反应的进行,v(正)逐渐减小,v(逆)逐渐增大,直到v(正)=v(逆),建立新的平衡状态。减小生成物浓度的瞬间,v(逆)迅速减小;而反应物浓度不变,因此v(正)不变,则v(正)>v(逆),平衡正向移动。随着反应的进行,v(正)逐渐减小,v(逆)逐渐增大,直到v(正)=v(逆),建立新的平衡状态。
特别提醒(1)反应物有两种或两种以上时,增加一种反应物的浓度,可提高其他反应物的转化率,而自身转化率降低。(2)增大一种反应物的浓度,会使其他反应物的物质的量分数减小,自身的物质的量分数增大。(3)若两种反应物按照反应化学计量数之比加入,则二者的转化率相等,反之亦然。
易错辨析2(1)平衡时,其他条件不变,分离出固体生成物,v(正)减小。(　　)(2)往平衡体系FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl中加入适量KCl固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅。(　　)
提示 分离出固体生成物,v(正)和v(逆)均不变,平衡不发生移动。
提示 FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl反应的实质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,因此加入适量KCl固体,平衡不发生移动。
(3)工业生产制备硫酸过程中发生反应2SO2+O2 2SO3,使用过量空气,增加O2的浓度,可使平衡正向移动,提高SO2的转化率,降低成本。(　　)(4)恒容密闭容器中充入氦气,可使N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)平衡向正反应方向移动。(　　)
提示 恒容密闭容器中充入氦气,N2、H2、NH3的浓度均不变,Q=K,平衡不发生移动。
微思考2自学教材“压强对化学平衡的影响”。思考:把密封有20 mL NO2和N2O4的混合气体的注射器的活塞拉至40 mL处,则可逆反应2NO2(g) N2O4(g)平衡如何移动?试用K和Q的关系进行解释。
易错辨析3(1)对于2NO2(g) N2O4(g)的平衡体系,压缩容器容积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅。(　　)(2)改变压强后,平衡一定发生移动。(　　)
提示 压缩容器容积,气体颜色加深;平衡正向移动,使气体颜色变浅,但变浅后的颜色仍比原气体颜色深。
提示 对于气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动。
(3)增大压强可使反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)平衡正向移动,原因是增大压强,v(正)增大,v(逆)减小。(　　)(4)对于反应:2HI(g) H2(g)+I2(g),其他条件不变时,增大压强,体系的颜色加深,但平衡不发生移动。(　　)
提示 增大压强,反应物和生成物浓度均增大,因此v(正)、v(逆)均增大。
探究一　浓度对化学平衡的影响
一定温度下,在容积不变的密闭容器中,加入一定量C(s)和H2O(g)发生反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),建立化学平衡状态。(1)平衡时,再向容器中加入少量C(s)或H2O(g),平衡如何移动?
(2)平衡时,向容器中加入少量Na,平衡如何移动?
提示 加入少量C(s),平衡不移动;加入少量H2O(g),平衡正向移动。
提示 加入少量钠,可发生反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,减小了H2O(g)的浓度,增大了H2浓度,平衡逆向移动。
(3)平衡时,减小CO(g)浓度,平衡如何移动,试用v(正)、v(逆)的变化特点解释。
提示 平衡正向移动。减小CO(g)浓度,v(逆)迅速减小,这一瞬间v(正)不变,则v(正)>v(逆),平衡正向移动。
对于一般可逆反应aA(g)+bB(g) dD(g)+eE(g),改变一种物质浓度时的化学平衡移动图像:
1.改变浓度的四类图像
2.改变浓度的图像规律(1)增大一种物质浓度,v'(正)、v'(逆)在原平衡上部;减小一种物质浓度,v'(正)、v'(逆)在原平衡下部;(2)改变一种物质浓度,v'(正)、v'(逆)有一支曲线与原平衡相连;(3)v'(正)、v'(逆)中大者代表移动的方向。
视角1浓度对化学平衡的影响规律1.向容积一定的恒温密闭容器中加入等物质的量的X、Y,进行如下可逆反应:X(g)+Y(g) Z(g)+W(s)　ΔH>0。下列叙述正确的是(　　)A.若继续充入X,平衡向正反应方向移动,Y的转化率增大B.若继续充入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数减小C.若移走部分W,平衡正向移动D.平衡后移走X,上述反应的ΔH减小
解析 B项,通入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数增大。C项,W为固体,改变其用量,平衡不移动。D项,ΔH的大小与反应方程式中各物质的化学计量数及状态有关,与加入反应物的量无关。
归纳总结　考查浓度对化学平衡的影响时,应注意首先看清物质的状态,增加或减少少量固体的量,平衡不移动。
视角2浓度对化学平衡的影响图像2.下图是恒温条件下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是(　　)
A.反应达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等B.该反应达到平衡状态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡状态ⅡC.该反应达到平衡状态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡状态ⅡD.同一种反应物在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等
解析 条件改变后,v'(正)>v'(逆),根据图像分析应是增大了反应物的浓度。
探究二　压强对化学平衡的影响
在容积可变的甲、乙两密闭容器中分别发生反应2NO2(g) N2O4(g)和H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)达到化学平衡。若平衡时,缩小甲、乙两容器的容积。(1)两容器中化学平衡如何移动?反应物的转化率如何变化?
提示 甲容器中,平衡右移,NO2的转化率升高;乙容器中,平衡不移动,反应物H2、Br2的转化率均不变。
(2)两容器气体的颜色如何变化?
提示 甲容器中气体颜色先变深后变浅;乙容器中气体颜色变深。
1.对有气体参与的反应,压强对化学平衡的影响的两类图像(1)气体体积可变的可逆反应[以N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为例]
(2)气体体积不变的可逆反应
2.改变压强的图像规律(1)增大压强,v'(正)、v'(逆)均在原平衡上部;减小压强,v'(正)、v'(逆)均在原平衡下部;(2)改变压强,v'(正)、v'(逆)均不与原平衡相连;(3)v'(正)、v'(逆)中上面的曲线代表移动方向。
名师点拨　压强的改变实质是引起了气体浓度的变化,导致v(正)≠v(逆),平衡发生移动。对有气体参与的可逆反应达到化学平衡时,恒温恒容条件下,充入稀有气体,虽然体系压强增大,但体系中反应物和生成物的浓度均不变,因此平衡不移动;在恒温恒压条件下,充入稀有气体,由于容器容积增大,则体系中反应物和生成物的浓度均减小,相当于减小压强,因此平衡向气体体积增大的方向移动。
视角1压强对化学平衡影响的规律1.[压强对化学平衡影响规律考查]对已达到化学平衡的反应2X(g)+Y(g) 2Z(g),当其他条件不变时,减小压强,对反应产生的影响是(　　)A.K值增大,平衡向正反应方向移动B.K值减小,平衡向逆反应方向移动C.K值不变,平衡向逆反应方向移动D.K值不变,平衡向正反应方向移动
解析 平衡常数K只与温度有关,温度不变K不变。上述反应是一个气体体积减小的反应,减小压强平衡逆向移动,故答案选C。
2.[根据压强的影响规律判断物质的状态]已知化学反应2A(?)+B(g) 2C(?)达到平衡,当增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则该条件下A、C两种物质的聚集状态可能是(　　)A.A是气体,C是固体B.A、C均为气体C.A、C均为固体D.A是固体,C是气体
解析 当增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则该反应是体积增大的可逆反应,由于B是气态,所以根据反应方程式可知,A是固体或液体,而C一定是气体,故D正确。
视角2压强对化学平衡影响的过程考查3.在一密闭容器中,反应aA(g)+bB(s) cC(g)+dD(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器容积缩小为原来的一半,当达到新的平衡时,A的浓度是原来的1.6倍,则下列说法正确的是(　　)A.平衡向逆反应方向移动B.a>c+dC.物质A的转化率减小D.物质D的浓度减小
解析 容器容积缩小为原来的一半,这一瞬间A的浓度应变为原来的2倍,平衡移动后变为原来的1.6倍,说明平衡正向移动,选项A错误;a>c+d,选项B正确;A的转化率增大,选项C错误;D的浓度增大,选项D错误。
解题技巧　分析改变压强对气体浓度影响时,应注意分成两步进行理解:(1)改变压强,引起气体体积的改变,则气体浓度改变,此时气体浓度的变化是由压强的改变引起的。(2)平衡发生移动,气体浓度在改变后的浓度基础上发生改变。
视角3压强对化学平衡影响的图像考查4.如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。在t1时刻增大压强,速率的变化都符合示意图的反应是(　　)
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)B.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)C.H2(g)+I2(g) 2HI(g)D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
解析 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)和N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),正反应是气体体积减小的反应,增大压强,v(正)>v(逆),平衡正向移动,A、D错误;4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),正反应是气体体积增大的反应,增大压强,v(逆)>v(正),平衡逆向移动,B正确;H2(g)+I2(g) 2HI(g),正反应是气体体积不变的反应,增大压强,v(逆)=v(正),平衡不移动,故C错误。