2.2.4 影响化学平衡的因素 教学课件(共24张PPT)高中化学人教版(2019)选修一

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2.2.4 影响化学平衡的因素 教学课件(共24张PPT)高中化学人教版(2019)选修一

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(共24张PPT)
2.2.4 影响化学平衡的因素
核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:
宏观层面:通过观察浓度、温度、压强改变时平衡体系的颜色、浓度、压强等宏观现象,建立 “条件改变→宏观平衡移动” 的关联认知,能从现象判断平衡移动方向。
微观层面:从有效碰撞理论出发,理解浓度增大使单位体积活化分子数增多、温度升高使活化分子百分数增加、压强改变影响气体分子碰撞频率等微观机制。
2.变化观念与平衡思想:
动态平衡观念:认识化学平衡是动态平衡,当外界条件改变时,平衡会通过移动来减弱这种改变,建立 “条件扰动→平衡响应→新平衡建立” 的动态思维。
模型建构思想:通过分析浓度商(Q)与平衡常数(K)的关系(Q3.科学态度与社会责任:
实验探究能力:在设计 “浓度、温度对平衡影响” 的实验中,培养控制变量、记录现象、分析数据的严谨态度,体验科学探究的逻辑性。
学习重难点
学习重点
1.外界条件对平衡的影响规律:掌握浓度增大、温度升高、压强增大使平衡向减弱该改变的方向移动,能用勒夏特列原理解释平衡移动方向。
2.平衡移动的判断方法:通过 Q 与 K 的相对大小、速率变化判断平衡移动方向,如升温时若正反应 ΔH>0,则平衡正移。
学习难点
1.压强对气体平衡的影响本质:理解压强改变通过影响浓度来改变 v 正、v 逆,对于反应前后气体分子数不变的反应,压强改变不影响平衡,突破 “压强一定影响平衡” 的认知误区。
2.多因素综合影响的分析:当浓度、温度同时改变时,能综合判断平衡移动的最终方向,避免单一因素思维。
温度对化学平衡的影响
PART 01
1.温度对化学平衡的影响
【实验探究】
如图所示,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。观察混合气体颜色的变化。
(a)
(b)
装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶(a),分别浸泡在热水(左)和冰水(右)中(b)
对于放热或吸热的可逆反应,当反应达到平衡后,改变温度也会使化学平衡发生移动。
1.温度对化学平衡的影响
实验 放进热水中 放进冰水中
现象
结论 红棕色加深
红棕色变浅
升高温度平衡向NO2浓度增大的方向移动,降低温度平衡向NO2浓度减小的方向移动。
2NO2(g) N2O4 (g)
△H = -56.9kJ/mol
2.温度对化学平衡的分析
利用v-t图像分析压强变化对不同气体体积变化的反应正、逆反应速率的影响过程
aA+bB cC+dD
△H>0
升高温度
0
v
t
t0
v正
v逆
v ′正
v ′逆
v′正 、 v′逆同时增大,且 v′正 > v′逆
平衡移动方向:正反应方向
2.温度对化学平衡的分析
利用v-t图像分析压强变化对不同气体体积变化的反应正、逆反应速率的影响过程
aA+bB cC+dD
△H>0
v′正 、 v′逆同时减小,且 v′正 < v′逆
平衡移动方向:逆反应方向
降低温度
0
v
t
t0
v正
v逆
v ′逆
v ′正
2.温度对化学平衡的分析
利用v-t图像分析压强变化对不同气体体积变化的反应正、逆反应速率的影响过程
aA+bB cC+dD
△H<0
v′正 、 v′逆同时减小,且 v′正 > v′逆
平衡移动方向:正反应方向
降低温度
0
v
t
t0
v正
v逆
v ′正
v ′逆
2.温度对化学平衡的分析
利用v-t图像分析压强变化对不同气体体积变化的反应正、逆反应速率的影响过程
aA+bB cC+dD
△H<0
升高温度
0
v
t
t0
v正
v逆
v ′逆
v ′正
v′正 、 v′逆同时增大,且 v′正 < v′逆
平衡移动方向:逆反应方向
总结:其他条件不变时,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。
3.温度对平衡常数的影响
T 变化
移动方向
K 变化
正向吸热的可逆反应
正向放热的可逆反应
升高温度,K增大,平衡正向移动;降低温度,K减小,平衡逆向移动
升高温度,K减小,平衡逆向移动;降低温度,K增大,平衡正向移动
升高温度
K增大
K减小
正反应为放热反应
正反应为吸热反应
(1)规律
(2)应用——判断反应的热效应
降低温度

4.催化剂的影响
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无影响,但是使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
如图所示是使用催化剂对反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)的影响图像。
正催化剂
0
v
t
t1
v正
v逆
v′正 = v′逆
负催化剂
0
v
t
t1
v正
v逆
v′正 = v′逆
4.催化剂的影响
0
a(A)
t
t1
t2
有催化剂
无催化剂
如图所示是使用催化剂对反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)的影响图像。
对于任何可逆反应,在其他条件不变的情况下,加入催化剂,由于Q不变,K也不变,Q=K,所以化学平衡不变。
勒夏特列原理
PART 02
1.勒夏特列原理
法国化学家勒夏特列曾总结一条经验规律:如果改变影响平衡的一个因素(如参加反应物质的浓度、温度或压强等),平衡就能够向减弱这种改变的方向移动。
注意:
① 适用范围:勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系,未平衡状态不能用此来分析。
② 适用条件:一个能影响化学平衡改变的外界条件。
③ 平衡移动结果是“减弱”这种改变,不是“消除”这种改变。
1.勒夏特列原理
勒夏特列原理是经验规律,存在特例,不具有普遍适用性。常利用Q与K的大小关系分析外界条件对化学平衡的影响。
如对于恒温恒容密闭容器中进行的反应:
Ag2O(s) 2Ag(s)+1/2O2(g)
达到平衡状态时O2的浓度为c0,此时向容器中充入一定量O2,一段时间后反应达到平衡后O2的浓度仍为c0,这是因为平衡常数K=c1/2(O2),温度不变,K不变,则c(O2)不变。但如果利用勒夏特列原理判断,充入O2后,平衡逆向移动,但不能抵消这种增大的趋势,则O2的浓度增大,这显然是不正确的。
等效平衡思想
(1)含义
在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,或是从正、逆反应同时开始,在达到化学平衡状态时,只要任何相同组分的百分含量相同,这样的化学平衡互称等效平衡。
(2)一般处理思路
平衡状态只与始态有关,而与途径无关。如无论反应是从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始;投料是一次还是分成几次;反应容器是经过扩大——缩小,还是缩小——扩大的过程,都可运用“一边倒”的方法回到起始的状态进行比较。
等效平衡的判断方法
外界条件 判断方法 结果
恒温恒容 反应前后气体体积不相等
反应前后气体体积相等
恒温恒压
投料换算成相同物质表示时量相同
投料换算成相同物质表示时等比例
投料换算成相同物质表示时等比例
两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同
两次平衡时各组分百分含量相同,n、c同比例变化
两次平衡时各组分百分含量、c相同,n同比例变化
随堂测试
 D
随堂测试
2.对可逆反应2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是(  )
①增加A的量,平衡向逆反应方向移动 ②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小 ③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变 ④增大B的浓度,v(正)>v(逆) ⑤加入催化剂,B的转化率提高
A.①② B.④ C.③ D.④⑤
B
随堂测试
3.已知反应 mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(g),A的转化率RA与p、T的关系如图,根据图示可以得出的正确结论是 ( )
A. 正反应吸热
B. 正反应吸热
C.正反应放热
D. 正反应放热
RA
T/K
1×107Pa
1×106Pa
1×105Pa
B
随堂测试
4.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是(  )。
A.图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响
C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高
D
随堂测试
5.在密闭容器中充入一定量的NO2,发生反应2NO2(g) N2O4(g)ΔH=﹣57 kJ mol﹣1在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A.a、c两点的反应速率:a>c
B.a、b两点的转化率:a<b
C.a、c两点气体的颜色:a深,c浅
D.由a点到b点,可以用加热的方法
B
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