人教版 (2019)选择性必修1实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素学案及答案

这是一份人教版 (2019)选择性必修1实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素学案及答案，共4页。学案主要包含了实验目的，实验用品，实验过程和结论，问题讨论，注意事项等内容，欢迎下载使用。

1.通过改变反应物或产物的浓度,探究浓度改变对平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3、Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+的影响,巩固浓度对平衡移动影响的理论知识,培养变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识等学科核心素养。
2.通过改变温度条件,探究温度改变对平衡[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O、2NO2N2O4的影响,巩固温度对平衡移动影响的理论知识,培养变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识等学科核心素养。
3.进一步学习控制变量、对比实验等科学探究方法,培养变化观念与科学探究等学科核心素养。
【实验用品】
器材:小烧杯、大烧杯、试管、试管架、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯、火柴、两个封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶。
试剂:铁粉、0.05 ml·L-1FeCl3溶液、0.15 ml·L-1KSCN溶液、0.1 ml·L-1K2Cr2O7溶液、6 ml·L-1NaOH溶液、6 ml·L-1H2SO4溶液、0.5 ml·L-1CuCl2溶液、热水、蒸馏水、冰块。
【实验过程和结论】
1.浓度对化学平衡的影响
(1)实验探究1
①实验原理:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(血红色)
②实验步骤:
Ⅰ.在小烧杯中加入约10 mL蒸馏水,再滴入5滴0.05 ml·L-1FeCl3溶液、5滴0.15 ml·L-1KSCN溶液,用玻璃棒搅拌,使其充分混合,将混合均匀的溶液平均注入a、b、c三支试管中。
向试管a中滴入5滴0.05 ml·L-1FeCl3溶液,向试管b中滴入5滴0.15 ml·L-1KSCN溶液,观察并记录实验现象,与试管c进行对比,完成下表:
Ⅱ.继续向上述两支试管中分别加入少量铁粉,观察并记录实验现象,完成下表:
(2)实验探究2
①实验原理:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+
②实验步骤:
取一支试管,加入2 mL 0.1 ml·L-1K2Cr2O7溶液,然后按下表步骤进行实验,观察溶液颜色的变化,判断平衡是否发生移动及移动方向。完成下表:
(3)结论:在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
2.温度对化学平衡的影响
(1)实验探究1
①实验原理:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0
②实验步骤:
分别取2 mL 0.5 ml·L-1 CuCl2溶液加入两支试管中,将其中的一支试管a先加热,然后置于冷水中,观察并记录实验现象,与另一支试管b进行对比。完成下表:
(2)实验探究2
①实验原理:2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色) ΔH<0
②实验步骤:
两个封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶(编号分别为A和B),将它们分别浸在盛有热水、冷水的大烧杯中(如图),比较两个烧瓶内气体的颜色。将两个烧瓶互换位置,稍等片刻,再比较两个烧瓶内气体的颜色。
温度对NO2和N2O4转化平衡的影响
完成下表:
(3)结论:升高温度,化学平衡向 反应方向移动;降低温度,化学平衡向 反应方向移动。
【答案】1.(1)加深 正 加深 正 变浅 逆 变浅 逆 (2)变浅 黄色 正 变浅 橙色 逆 2.(1)黄色 正 黄 蓝 逆 (2)加深 左 变浅 右 加深 左 变浅 右 吸热 放热
【问题讨论】
1.向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液变为红色。若向上述溶液中滴加较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液,溶液的红色将如何变化?为什么?
【答案】溶液红色变深,滴加较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液时,c(Fe3+)或c(SCN-)增大,使平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向右移动,Fe(SCN)3浓度增大,溶液红色变深。
2.向K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液,NaOH溶液的作用是什么?向K2Cr2O7溶液中滴加硫酸溶液,又会引起怎样的变化?
【答案】K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,若加入NaOH溶液,OH-中和H+,减小了氢离子浓度,使平衡向右移动,溶液黄色加深。若滴加硫酸溶液,增大了氢离子浓度,使上述平衡左移,溶液橙色加深。
3.将两个装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶分别浸入热水和冷水中,气体颜色将如何变化?为什么?
【答案】浸入热水中,混合气体温度升高,平衡2NO2N2O4 ΔH<0逆向移动,二氧化氮的浓度变大,气体颜色加深。而浸入冷水中,混合气体温度降低,平衡正向移动,NO2浓度减小,气体颜色变浅。
4.在外界条件对化学平衡影响的实验中,我们如何判断化学平衡状态是否发生了改变?
【答案】一般根据平衡时溶液或气体的颜色是否发生变化来判断。
5.在进行浓度、温度对化学平衡影响的实验时,应注意哪些问题?
【答案】要注意设置对照组,并且控制单一变量。
【注意事项】
1.化学平衡移动的研究对象是处于平衡状态的可逆反应,只适用于改变影响平衡体系的一个条件,只可以判断平衡移动的方向。
2.平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化,如升高温度,平衡向着吸热的反应方向移动;增大反应物浓度,平衡向着反应物浓度减小的方向移动;增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动等。这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化,更不会“超越”这种变化。
3.对于离子反应,只有改变实际参加反应的离子浓度才对平衡有影响,如FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,增加KCl固体的量平衡不移动,因为KCl没有参加离子反应。
实验编号
滴加试剂
实验现象
平衡移动方向
a
5滴0.05 ml·L-1FeCl3溶液
溶液颜色
向 反应方向移动
b
5滴0.15 ml·L-1KSCN溶液
溶液颜色
向 反应方向移动
c
不加试剂,对照
实验编号
滴加试剂
实验现象
平衡移动方向
a
加入少量铁粉
溶液颜色
向 反应方向移动
b
加入少量铁粉
溶液颜色
向 反应方向移动
c
不加试剂,对照
实验操作
实验现象
平衡移动方向
实验Ⅰ
滴加5~10滴6 ml·L-1NaOH溶液
溶液橙色 ,逐渐变为
向 反应方向移动
实验Ⅱ
滴加5~10滴6 ml·L-1 H2SO4溶液
溶液黄色 ,逐渐变为
向 反应方向移动
实验编号
实验操作
实验现象
平衡移动方向
a
加热
溶液 加深
向 反应方向移动
将上述溶液置于冷水中
溶液由 色变成 色
向 反应方向移动
b
对照
实验内容
实验现象
实验结论
将A放入热水中
红棕色明显
升高温度,平衡向 移动
将B放入冷水中
红棕色明显
降低温度,平衡向 移动
将B放入热水中
红棕色明显
升高温度,平衡向 移动
将A放入冷水中
红棕色明显
降低温度,平衡向 移动