高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡导学案，共8页。学案主要包含了化学平衡的移动，影响化学平衡的因素等内容，欢迎下载使用。

一、化学平衡的移动
1．含义：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，直至达到新的平衡状态的过程。
2．实质：改变条件后
(1)v正≠v逆。
(2)各组分的百分含量发生改变。
3．图示
如图是恒温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．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等
B．该反应达到平衡态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
C．该反应达到平衡态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
D．同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
C [C项，达到平衡态Ⅰ后，减小反应物浓度，正反应速率减小，逆反应速率在那一瞬间不变，图像应为
]
二、影响化学平衡的因素
1．浓度对化学平衡的影响
在其他条件不变时
(1)增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向移动。
(2)减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动。
(3)增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。
(4)减小反应物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。
2．压强对化学平衡的影响
在其他条件不变时增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。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。
微点拨：压强改变只影响有气体参加或生成且总体积发生变化的可逆反应，对于只涉及固体或纯液体的反应，压强的影响不予考虑。
3．温度对化学平衡的影响
在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，降低温度会使化学平衡向放热反应方向移动。
4．催化剂
使用催化剂，正、逆反应速率增大的倍数相同，化学平衡不移动。其图像如下：
催化剂对化学平衡有没有影响？工业生产往往使用催化剂，其目的是什么？
[提示] 催化剂能够同等程度改变正、逆反应的速率，所以使用催化剂不能使平衡发生移动，但是可以改变达到平衡所需要的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是加快化学反应的速率，提高单位时间内的产量。
5．勒夏特列原理
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。
微点拨：平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。
反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，在一容积可变的密闭容器中进行，试回答：
(1)增加Fe的量，其正反应速率________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡________移动(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，下同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其正反应速率__________，平衡________移动。
(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率________，平衡________移动。
(4)保持体积不变，充入水蒸气，其正反应速率________，平衡______________移动。
[解析] 增加Fe的量，其正反应速率不变，平衡不移动；将容器的体积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动；保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动；保持体积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。
[答案] (1)不变 不 (2)增大 不 (3)不变 不 (4)增大 向正反应方向
生命过程与化学平衡移动密切相关。例如，在人体利用氧气的过程中，血红蛋白与氧气的结合过程中，就涉及化学平衡的移动。人体中的血红蛋白分子(Hb)与氧气结合，形成氧合血红蛋白分子——Hb(O2)，这一过程可以表示为Hb＋O2Hb(O2)。煤气中的CO也能与血红蛋白分子结合，即：Hb＋COHb(CO)。一氧化碳与血红蛋白结合的能力比氧气分子强。
血红蛋白分子示意图
[问题1] 阅读材料并解释为什么空气中一氧化碳浓度增大时会发生一氧化碳中毒？
[提示] 空气中一氧化碳浓度增大，更多的Hb(CO)取代Hb(O2)，造成人体缺氧，导致一氧化碳中毒。
[问题2] 思考并讨论如何利用平衡移动原理设计合理的方法救治一氧化碳中毒的病人？简述你的理由。
[提示] 如果有人一氧化碳中毒，应立即切断一氧化碳来源并将中毒者移至空气流通处，必要时可以将其放到高压氧舱中，增大氧气浓度。
利用图像认识影响化学平衡的因素
1．从v­t图像认识浓度对平衡的影响
2．从v­t图像认识压强对化学平衡的影响
特别提醒：“惰性气体”对化学平衡的影响
(1)恒温恒容条件
原平衡体系eq \(――――――→,\s\up8(充入惰性气体))体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
(2)恒温恒压条件
原平衡体系eq \(――――――→,\s\up8(充入惰性气体))容器容积增大，各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)
3．从v­t图像认识温度对化学平衡的影响
4．判断化学平衡移动方向的思维流程
1．对于下列化学平衡在一定条件下发生移动的描述，不正确的是( )
A．Cl2＋H2OHCl＋HClO，氯水中加入碳酸钙，漂白性增强
B．ZnS＋Cu2＋CuS＋Zn2＋，闪锌矿(ZnS)遇CuSO4溶液转化为铜蓝(CuS)
C．2NO2N2O4 ΔH＜0，将装有NO2的玻璃球浸入热水中，红棕色变浅
D．Cr2Oeq \\al(2－,7)(橙色)＋H2O2CrOeq \\al(2－,4)(黄色)＋2H＋，K2Cr2O7溶液中滴加几滴浓硫酸，橙色加深
C [氯水中加入碳酸钙，HCl与碳酸钙反应，平衡正向移动，则HClO浓度增大，漂白性增强，A正确；闪锌矿(ZnS)遇CuSO4溶液转化为铜蓝(CuS)，反应正向移动，B正确；升高温度，平衡逆向移动，则红棕色变深，C错误；增大氢离子浓度，平衡逆向移动，则橙色加深，D正确。]
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N2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N2使容器容积变大
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
A [①C是固体，其浓度为常数，改变它的物质的量平衡不移动；②保持容器容积不变，充入N2，由于c(H2O)、c(CO)、c(H2)都不变，所以平衡不移动；③该反应为气体体积不相等的反应，缩小容器容积，压强增大，平衡左移；④保持压强不变，充入N2，容器容积扩大，平衡右移。]
1．对处于化学平衡的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知( )
A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动
B．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化
C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大
D．改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定移动
B [A项，如果正、逆速率改变幅度一样大，则平衡不移动，A错；B项，化学平衡发生移动，则速率一定改变，B对；C项，反应进行的程度与速率无关，C错；D项，改变压强，化学反应速率不一定改变(如固液反应或容器体积不变的反应体系中充入“惰性”气体)，平衡也不一定移动。]
2．在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡：2CrOeq \\al(2－,4)(黄色)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)(橙色)＋H2O中，溶液颜色介于黄色和橙色之间，今欲使溶液颜色橙色变浅，可以在溶液中加入( )
①H＋ ②OH－ ③K＋ ④H2O
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
B [平衡向右移动，颜色变深，而向左移动，颜色变浅。加入OH－，中和H＋，c(H＋)减小，平衡左移，颜色变浅；而加入水，溶液体积增大，浓度减小，颜色变浅。而c(K＋)的变化，不影响平衡移动。]
3．(2021·江苏部分中学高二月考)在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)。平衡时测得C的浓度为0.60 ml/L，保持温度不变，将容器的容积缩小到原来的一半，再达平衡时，测得C的浓度增大为1.00 ml/L。下列有关判断正确的是( )
A．平衡向正反应方向移动
B．a＋b＞c
C．A的转化率降低
D．B的体积分数下降
C [平衡时测得C的浓度为0.60 ml/L，保持温度不变，将容器的容积缩小到原来的一半，若平衡不移动，C的浓度变为1.2 ml/L，而再达平衡时，测得C的浓度增大为1.00 ml/L，可知体积减小、压强增大，平衡逆向移动，使C的浓度由1.2 ml/L减小为1.0 ml/L，平衡逆向移动，A错误；压强增大，平衡逆向移动，可知a＋b＜c，B错误；A的转化率降低，C正确；B的体积分数增大，D错误。]
4．反应A(g)＋3B(g)2C(g) ΔH＜0达平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙述中正确的是( )
A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动
D．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
C [降低温度，v正、v逆均减小，平衡向放热反应方向移动，即平衡正向移动。]
5．对于①N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
②2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) ΔH>0
其中v­t图像为
(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时刻反应速率增大，说明是升温或增大压强，而t2时刻反应速率又减小，说明是降温或减小压强。再结合①为反应前后气体体积减小的放热反应；②为反应前后气体体积增大的吸热反应作答。
[答案] (1)增大压强 降低温度 (2)升高温度 减小压强
学 习 任 务
1．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学平衡状态的影响。
2．学会用图示的方法表示在可逆反应中正逆反应速率随外界条件的变化，并分析平衡移动的方向。
探究外界因素对化学平衡的影响
化学平衡
aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D为非固体)
体系浓度变化
增大反应物浓度
增大生成物浓度
减小生成物浓度
减小反应物浓度
速率变化
v正瞬间增大，v逆瞬间不变，v′正>v′逆
v逆瞬间增大，v正瞬间不变，v′逆>v′正
v逆瞬间减小，v正瞬间不变，v′正>v′逆
v正瞬间减小，v逆瞬间不变，v′逆>v′正
平衡移动方向
正向移动
逆向移动
正向移动
逆向移动
v­t
图像
规律
在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动
化学平衡
aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)
计量关系
a＋b>c＋d
a＋b压强变化
增压
减压
增压
减压
速率变化
v正、v逆同时增大，v′正>v′逆
v正、v逆同时减小，v′逆>v′正
v正、v逆同时增大，v′逆>v′正
v正、v逆同时减小，v′正>v′逆
平衡移动方向
正向移动
逆向移动
逆向移动
正向移动
v­t图像
规律
在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体物质的量减小的方向移动；减小压强，平衡向气体物质的量增大的方向移动
化学平衡
aA＋bBcC＋dD ΔH>0
温度改变
升温
降温
速率变化
v正、v逆同时增大，且v′正>v′逆
v正、v逆同时减小，且v′逆>v′正
移动方向
正向移动
逆向移动
v­t图像
规律
在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动