学年人教版选修4 第2章第3节 化学平衡第2课时 学案 1.docx
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学年人教版选修4第2章第3节化学平衡第2课时学案1
第2课时 影响化学平衡移动的因素
(一)
浓度、压强对化学平衡移动的影响
[学习目标定位] 1.通过外界条件对可逆反应速率的影响,掌握化学平衡移动的外在因素。
2.通过实验探究,讨论分析浓度、压强影响平衡移动的规律。
一、化学平衡状态的移动
1.化学平衡移动概念与实质
(1)概念:
当一个可逆反应达到平衡后,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,化学平衡会移动,在一段时间后会达到新的化学平衡状态。
(2)实质:
改变条件后,①v正≠v逆,②各组分的百分含量发生改变。
2.化学平衡移动的过程分析
3.化学平衡移动方向的判断
条件改变
例1 下列说法不正确的是( )
A.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
B.外界条件的改变引起v正≠v逆,则平衡一定发生移动
C.平衡移动,反应物的浓度一定减小
D.外界条件发生变化,化学平衡不一定移动
答案 C
解析 外界条件的改变使正、逆反应速率不相等时才能使化学平衡发生移动,增大反应物浓度使化学平衡移动时反应物的浓度增大。
考点 化学平衡移动
题点 化学平衡移动的概念
易错警示
(1)外界条件改变,化学平衡不一定发生移动。
(2)化学平衡常数改变时,化学平衡一定发生移动;化学平衡常数不变时,化学平衡不一定发生移动。
二、浓度对化学平衡移动的影响
1.实验探究浓度对化学平衡移动的影响
(1)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
实验
现象
橙黄色变为橙色
橙黄色变为黄色
实验
结论
c(H+)增大,平衡向逆反应方向移动
NaOH溶液使c(H+)变小,平衡向正反应方向移动
(2)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
(1)
步骤
实验现象
溶液颜色变深
溶液颜色变深
实验
(2)
步骤
向试管①中滴加
0.01mol·L-1
NaOH溶液
向试管②中滴加
0.01mol·L-1
NaOH溶液
实验现象
溶液颜色变浅
溶液颜色变浅
实验
结论
对可逆反应Fe3++3SCN
Fe(SCN)3,分别增大c(Fe3+)和c(SCN-)后,化学平衡均向正反应方向移动;滴加NaOH溶液,由于发生3OH-+Fe3+===Fe(OH)3↓,减小了Fe3+的浓度,化学平衡向逆反应方向移动
2.由图像分析浓度变化对v正、v逆的影响
已知反应mA(g)+nB(g)
pC(g) ΔH<0,m+n
回答下列问题:
改变条件
v正、v逆相对大小
平衡移动方向
①
增大反应物A或B的浓度
v正>v逆
向正反应方向移动
②
减小生成物C的浓度
v正>v逆
向正反应方向移动
③
增大生成物C的浓度
v正<v逆
向逆反应方向移动
④
减小反应物A或B的浓度
v正<v逆
向逆反应方向移动
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。
例2 往FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液呈红色,发生如下反应:
FeCl3+3KSCN
3KCl+Fe(SCN)3
(棕黄色)(无色) (无色) (红色)
下列说法中正确的是( )
A.往上述溶液中滴入Fe2(SO4)3溶液,溶液红色变浅
B.往上述溶液中滴入NH4SCN溶液,溶液红色不变
C.往上述溶液中加入铁粉,溶液红色加深
D.往上述溶液中滴入NaOH溶液,溶液红色变浅
答案 D
解析 滴入Fe2(SO4)3溶液,Fe3+浓度增大,平衡正向移动,Fe(SCN)3浓度增大,溶液红色变深;滴入NH4SCN溶液,SCN-浓度增大,平衡正向移动,Fe(SCN)3浓度增大,溶液红色变深;加入铁粉,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe3+浓度减小,平衡左移,Fe(SCN)3浓度减小,红色变浅;滴入NaOH溶液形成氢氧化铁沉淀,平衡左移,Fe(SCN)3浓度减小,溶液颜色变浅。
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学平衡移动的规律
特别提醒
(1)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干扰。
(2)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,故平衡不移动。
例3 下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
答案 C
解析 减小反应物浓度的瞬间,逆反应速率不变,正反应速率迅速降低,且达到新平衡时的反应速率比原平衡时的速率小,这与图像不符,C错。
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学平衡移动的规律
三、压强对化学平衡移动的影响
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,平衡向正反应方向移动(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”,下同)。
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。
压强对化学平衡移动的影响
(1)压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系
(2)在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响
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。
例4 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“He”气,则平衡________移动。
(3)若保持压强不变,通入“He”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。
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
答案
(1)正反应
(2)不 (3)x+y<z (4)不
规律方法 平衡体系中通入“惰性”气体的分析方法
(1)恒容时,通入稀有气体,压强增大,平衡不移动;恒压时,通入稀有气体,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。
例5 已知反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),当反应达到平衡后,改变压强,其反应速率的变化曲线分别如图所示。
回答下列问题:
(1)①表示改变压强的方式是________压强,化学平衡________移动,m+n________p+q。
(2)②表示改变压强的方式是________压强,化学平衡________移动,m+n________p+q。
(3)③表示改变压强的方式是________压强,化学平衡________移动,m+n________p+q。
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 由压强变化与移动方向判断化学计量数关系
解析
(1)图像①改变压强后,v′正、v′逆都增大,故改变压强的方式是增大压强;v′正小于v′逆,平衡向逆反应方向移动;增大压强向气体体积减小的方向移动,故逆反应方向是气体体积减小的方向,即m+n<p+q。
(2)图像②改变压强后,v′正、v′逆都减小,故改变压强的方式是减小压强;v′正大于v′逆,平衡向正反应方向移动;减小压强向气体体积增大的方向移动,故正反应方向是气体体积增加的方向,即m+n<p+q。
(3)图像③改变压强后,v′正、v′逆都减小,故改变压强的方式是减小压强;v′正、v′逆同等倍数的减小,化学平衡不移动,气体体积反应前后相等,即m+n=p+q。
答案
(1)增大 逆向 <
(2)减小 正向 <
(3)减小 不 =
1.可以作为判断化学平衡发生移动的标志是( )
A.反应混合物各组分的浓度发生改变
B.正、逆反应速率发生改变
C.反应物的转化率发生改变
D.反应混合物的浓度发生改变
考点 化学平衡移动
题点 化学平衡移动的概念
答案 C
解析 化学平衡移动的标志是反应混合物各组分的含量发生改变和反应物的转化率发生改变。
2.在一定温度下,反应FeCl3(aq)+3KSCN(aq)
3KCl(aq)+Fe(SCN)3(aq)已经达到平衡,对反应溶液作下列处理,其中能使平衡左移的是( )
A.加入少量氯化钾固体
B.加入少量氯化铁固体
C.减小Fe(SCN)3的浓度
D.增大Fe(SCN)3的浓度
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学反应速率的规律
答案 D
3.一定温度下,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.①②B.②③C.①④D.③④
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
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;该反应为气体体积不相等的反应,②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。
4.某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)
bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。
则下列叙述正确的是( )
A.可逆反应的化学方程式的化学计量数:
a>b+c
B.压缩容器的容积时,v正增大,v逆减小
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小
D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
答案 C
解析 体积缩小,假设平衡不移动,则Y和Z的浓度应该为原来的2倍,而现为1.8倍,则表明平衡向逆反应方向移动,压强增大,v正、v逆均增大,且v逆>v正,向Y、Z消耗的方向即逆反应方向移动,则b+c>a;X的转化率减小;混合物中Z的质量分数减小。
5.
(1)在密闭容器中进行如下反应:
CO2(g)+C(s)
2CO(g) ΔH>0,达到平衡后,若改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化。
①增加C,平衡________,c(CO2)________。
②缩小反应容器的容积,保持温度不变,则平衡________,c(CO2)________。
③保持反应容器的容积和温度不变,通入N2,则平衡________,c(CO2)________。
(2)现有三个体积相等的定容密闭容器,都进行下列反应:
CO2(g)+H2(g)
H2O(g)+CO(g)。
反应所处的温度相同,但起始浓度不同,其中起始时各物质的物质的量如下表:
CO2
H2
H2O
CO
甲
amol
amol
0
0
乙
amol
2amol
0
0
丙
amol
amol
amol
0
达到平衡时,CO的物质的量由大到小的顺序是____________________。
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强和浓度变化对化学平衡移动影响的综合
答案
(1)①不移动 不变 ②向左移动 增大
③不移动 不变
(2)乙>甲>丙
解析
(1)①C为固体,增加C,反应速率不变,平衡不移动,c(CO2)不变;②温度不变,缩小体积,压强增大,平衡逆向移动,c(CO2)增大;③温度、体积不变,通入N2,反应物和生成物浓度不变,平衡不移动,c(CO2)不变。
(2)将乙、丙都和甲对比,即将甲作为参照物。
乙和甲对比,增加了H2的浓度,平衡正向移动,乙中生成的CO的物质的量大于甲中生成的CO的物质的量;丙和甲对比,增加了生成物H2O(g)的浓度,促使平衡向逆反应方向移动,这样丙中CO的物质的量将小于甲中CO的物质的量。
[对点训练]
题组一 化学平衡移动的判断
1.下列对化学平衡移动理解错误的是( )
A.化学反应速率改变,平衡一定发生移动
B.化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变
C.若外界条件改变引起平衡中v正>v逆,则平衡正向移动
D.化学平衡移动会导致反应物或生成物的含量发生变化
考点 化学平衡移动
题点 化学平衡移动的概念
答案 A
2.在一定条件下,反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)达到了平衡,改变某一条件,发生下述变化,其中可确定该平衡一定发生移动的是( )
A.v(SO2)增大
B.v(SO3)减小
C.O2的百分含量发生变化
D.SO3的质量不变
考点 化学平衡移动
题点 化学平衡移动的概念
答案 C
解析 正、逆反应速率同等倍数的增大或减小,仍然相等,平衡不移动;O2的百分含量发生变化,化学平衡一定发生移动;SO3的质量不变,平衡不移动。
题组二 浓度对化学平衡移动的影响
3.从植物花中提取一种有机物,可用简化式HIn表示,在水溶液中因存在下列电离平衡:
HIn(溶液红色)
H+(溶液)+In-(溶液黄色),故可用作酸碱指示剂。
在该水溶液中加入下列物质,能使该指示剂显黄色的是( )
A.盐酸B.碳酸钠溶液
C.氯化钠溶液D.过氧化钠
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学平衡移动的规律
答案 B
解析 改变条件后溶液呈黄色,说明平衡右移,应该降低氢离子的浓度,符合要求的是B、D两个选项,但是过氧化钠具有漂白性,黄色会褪去,只有B项正确。
4.有甲、乙、丙三支试管,分别加入下列物质后,观察这三支试管的颜色,其中颜色最浅的是( )
甲:
10mL0.01mol·L-1的FeCl3溶液和10mL0.01mol·L-1的KSCN溶液
乙:
5mL水、10mL0.01mol·L-1的FeCl3溶液和5mL0.01mol·L-1的KSCN溶液
丙:
10mL0.1mol·L-1的FeCl3溶液和10mL0.1mol·L-1的KSCN溶液
A.甲试管B.乙试管
C.丙试管D.无法判断
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学平衡移动的规律
答案 B
解析 三支试管中存在如下平衡体系:
Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3(红色),由于丙试管中Fe3+和SCN-的浓度最大,故其颜色最深;甲与乙相比,甲中SCN-的浓度大于乙,平衡正向移动,颜色加深,故乙中颜色最浅。
5.已知银氨溶液中存在平衡:
[Ag(NH3)2]+
Ag++2NH3。
向银氨溶液中加入或通入少量下列物质,能使上述平衡向逆反应方向移动的是( )
A.NH3B.HNO3C.KID.H2O
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学平衡移动的规律
答案 A
解析 A项,通入NH3,NH3浓度增大,平衡逆向移动;B项,加入HNO3,与NH3发生反应:
HNO3+NH3===NH4NO3,NH3浓度减小,平衡正向移动;C项,加入KI,发生反应:
Ag++I-===AgI↓,Ag+浓度减小,平衡正向移动。
题组三 压强对化学平衡移动的影响
6.(2017·湖北襄阳五中高二开学考)对已达到化学平衡的反应2X(g)+Y(g)
2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是( )
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
答案 C
解析 反应2X(g)+Y(g)
2Z(g)是反应前后气体体积减小的反应,减小压强时,正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动,C项正确。
7.在一密闭容器中发生反应:
2A(g)+2B(g)
C(s)+3D(g)
ΔH<0,达到平衡时采取下列措施,可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是( )
A.移走少量C
B.扩大容积,减小压强
C.缩小容积,增大压强
D.体积不变,充入惰性气体
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
答案 C
解析 A项,C为固体,改变其量,对反应速率无影响,错误;B项,扩大容积,v正减小,c(D)也减小,错误;C项,缩小容积,浓度增大,速率也增大,平衡右移,c(D)也增大,正确;D项,体积不变,充入惰性气体,反应物浓度不变,速率不变,平衡不移动,错误。
8.一定条件下反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)在一密闭容器中进行,测得平均反应速率v(C)=2v(B)。
若反应达平衡后保持温度不变,增大体系压强时平衡不移动,则m、n、p、q的数值可以是( )
A.2、6、3、5B.1、3、2、2
C.3、1、2、2D.3、1、2、1
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 由压强变化与移动方向判断化学计量数关系
答案 C
9.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,则下列情况可能的是( )
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
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 由压强变化与移动方向判断物质状态
答案 D
解析 增大压强、平衡逆向移动说明逆反应是气体物质的量减小的反应,故C为气体,A为非气态(如固体)。
10.恒温下,反应aX(g)
bY(g)+cZ(g)达到平衡后,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,X的物质的量浓度由0.1mol·L-1增大到0.19mol·L-1,下列判断正确的是( )
A.a>b+cB.a
C.a=b+cD.a=b=c
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 由压强变化与移动方向判断化学计量数关系
答案 A
解析 由于体积减小一半,而X的浓度增大不到原来的2倍,说明增大压强,平衡右移,正反应体积缩小,所以a>b+c。
题组四 浓度、压强对平衡移动的综合分析
11.下列叙述及解释正确的是( )
A.2NO2(g)(红棕色)
N2O4(g)(无色) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施,因为平衡向正反应方向移动,故体系颜色变浅
B.H2(g)+I2(g)
2HI(g) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施,因为平衡不移动,故体系颜色不变
C.FeCl3+3KSCN
Fe(SCN)3(红色)+3KCl,在平衡后,加少量KCl固体,因为平衡向逆反应方向移动,故体系颜色变浅
D.对于N2+3H22NH3,平衡后,压强不变,充入O2,平衡左移
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强和浓度变化对化学平衡移动影响的综合
答案 D
解析 A项,缩小体积,平衡右移,但c(NO2)浓度仍增大,颜色变深,错误;B项,扩大容积,平衡不移动,但由于c(I2)减小,故体系颜色变浅,错误;C项,加KCl固体,平衡不移动,错误;D项,压强不变,充入O2(O2不参与反应),体积扩大,平衡左移,正确。
12.在体积和温度不变的密闭容器中充入amolX和足量Y,发生反应:
2X(g)+Y(s)
Z(g)+W(g),建立平衡后,若再加入bmolX,下列判断不正确的是( )
A.平衡正向移动
B.X的转化率不变
C.Y的转化率增大
D.X的转化率减小
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强和浓度变化对化学平衡移动影响的综合
答案 D
解析 在体积和温度不变的密闭容器中充入amolX和足量Y,发生反应:
2X(g)+Y(s)
Z(g)+W(g),建立平衡后,若再加入bmolX,增大反应物浓度,平衡正向移动;Y为固体,反应前后气体体积不变,加入X,最后达到平衡状态,相当于增大压强,X平衡转化率不变,Y的转化率增大。
[综合强化]
13.在水溶液中橙色的Cr2O
与黄色的CrO
有下列平衡关系:
Cr2O
+H2O
2CrO
+2H+,重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙黄色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈________色。
因为_______________________。
(2)向已加入NaOH溶液的
(1)溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈________色,因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向原溶液中加入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________________________________。
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学平衡移动的规律
答案
(1)黄 OH-与H+结合生成水,c(H+)减小,使平衡向右移动,CrO
浓度增大,溶液由橙黄色变为黄色
(2)橙 c(H+)增大,平衡左移,Cr2O
浓度增大,溶液又由黄色变为橙色 (3)向右移动 逐渐变浅,直至无色
解析 加碱中和溶液中的H+,平衡右移,溶液中的c(CrO
)增大;加酸使平衡左移,溶液中的c(Cr2O
)增大;加Ba(NO3)2,发生的反应为Ba2++CrO
===BaCrO4↓(黄色),平衡向右移动,溶液颜色将由橙黄色逐渐变浅,直至无色。
14.反应mA(g)+nB(g)
pC(g)在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表所示:
压强/Pa
2×105
5×105
1×106
c(A)/mol·L-1
0.08
0.20
0.44
分析表中数据,回答下列问题:
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