2.2.3 影响化学平衡的因素 教学课件(共29张PPT)高中化学人教版(2019)选修一

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2.2.3 影响化学平衡的因素 教学课件(共29张PPT)高中化学人教版(2019)选修一

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(共29张PPT)
2.2.3 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。
化学平衡移动
PART 01
1.化学平衡移动
(1)概念:
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之改变,直至达到新的平衡状态。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)化学平衡移动思维模型构建
v正=v逆 ≠0
条件改变
v正≠v逆
条件改变
v′正=v′逆
化学平衡状态
正向移动或逆向移动
新的
化学平衡状态
化学平衡移动,建立新平衡
1.化学平衡移动
① 某一已达平衡的可逆反应, 如果反应速率改变, 化学平衡一定移动吗
不一定
② 化学平衡移动, 化学反应速率是否一定发生改变
一定
若反应速率发生改变后,v正、v逆依然相等,则平衡不移动, 否则移动;但只要平衡发生移动,则反应速率一定改变。
化学平衡移动的本质:
正、逆反应速率发生不同程度的改变。
1.化学平衡移动
(3)化学平衡移动方向的判断
① 根据反应速率判断
若v正>v逆:平衡向正反应方向移动。
若v正=v逆:反应达到平衡状态,平衡不移动。
若v正<v逆:平衡向逆反应方向移动。
② 根据化学平衡常数判断
若Q>K:平衡向逆反应方向移动。
若Q=K:反应达到平衡状态,平衡不移动。
若Q条件改变
条件改变
2.影响化学平衡的因素
(1) 浓度对化学平衡的影响
向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.015 mol/L KSCN溶液,溶液呈红色。
将上述溶液平均分装在a、b、c 三支试管中,向试管b中加入少量铁粉,向试管 c 中滴加 4 滴 1 mol/L KSCN溶液,观察试管b、c中溶液颜色的变化,并均与试管a对比。
实验 向试管b中加入少量铁 向试管c中滴加4滴
1 mol/L KSCN溶液
现象
2.影响化学平衡的因素
(1) 浓度对化学平衡的影响
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
浅黄色  无色     红色
【实验原理】
【实验操作】
实验 向试管b中加入少量铁 向试管c中滴加4滴
1 mol/L KSCN溶液
现象
【实验现象】
溶液颜色变浅
溶液颜色加深
2.影响化学平衡的因素
【交流讨论】
(1)上述实验中化学平衡状态是否发生了变化?你是如何判断的?
溶液颜色发生了变化,说明Fe(SCN)3浓度发生了变化,所以平衡状态发生了变化。
(2)反应物和生成物浓度的改变是如何影响化学平衡状态的?
从上述现象中可以看出,加入铁粉,发生反应2Fe3+ + Fe = 3Fe2+,Fe3+浓度减小,溶液红色变浅,说明平衡向逆反应方向移动;加入1mol/LKSCN溶液,SCN—浓度增大,溶液红色加深,说明平衡向正反应方向移动。
(3)在一定温度下,当可逆反应达到平衡时,若浓度商增大或减小,化学平衡状态是否会发生变化?如何变化?
减小Fe3+浓度,Q增大,Q>K,平衡逆向移动;增大SCN—浓度,Q减小,Q<K,平衡正向移动。
2.影响化学平衡的因素
【实验结论】
在其他条件不变的情况下:
增大反应物的浓度/减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;
增大生成物的浓度/减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
在一定温度下,当可逆反应达到平衡时,若浓度商增大或减小,化学平衡状态是否会发生变化?如何变化?
改变条件 K变化 Q变化 Q与K比较 平衡移动方向
增加反应物浓度 不变 变小 Q减小反应物浓度 不变 变大 Q>K 逆向移动
增大生成物浓度 不变 变大 Q>K 逆向移动
减小生成物浓度 不变 变小 Q3.浓度对化学平衡的影响的分析
t2
v ′正 = v′ 逆
v ′逆
v ′正
t3
v正 = v逆
v逆
t1
t(s)
v(molL-1.S-1)
0
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
增大反应物浓度
速率-时间关系图
增加反应物的浓度, v′正 > v′逆,平衡向正反应方向移动;
mA + nB pC + qD(A、B、C、D均不是固体和液体纯物质)
v正瞬时增大后减小
v逆瞬时不变后增大
v正
3.浓度对化学平衡的影响的分析
t2
v ′正 = v′ 逆
v′逆
v ′正
t3
v正 = v逆
v逆
t1
t(s)
v(molL-1.S-1)
0
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
减小反应物浓度
速率-时间关系图
减小反应物的浓度, v′正 < v′逆,平衡向逆反应方向移动;
mA + nB pC + qD(A、B、C、D均不是固体和液体纯物质)
v逆瞬时不变后减小
v正瞬时减小后增大
v正
3.浓度对化学平衡的影响的分析
t2
v ′正 = v′ 逆
v ′正
v ′逆
t3
v正 = v逆
v逆
t1
t(s)
v(molL-1.S-1)
0
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
增大生成物浓度
速率-时间关系图
增加生成物的浓度, v′正 < v′逆,平衡向逆反应方向移动;
mA+ nB pC + qD(A、B、C、D均不是固体和液体纯物质)
v逆瞬时增大后减小
v正瞬时不变后增大
v正
3.浓度对化学平衡的影响的分析
t2
v ′正 = v′ 逆
v′正
v ′逆
t3
v正 = v逆
v逆
t1
t(s)
v(molL-1.S-1)
0
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
减小生成物浓度
速率-时间关系图
减小生成物的浓度, v′正 > v′逆,平衡向正反应方向移动;
mA + nB pC + qD(A、B、C、D均不是固体和液体纯物质)
v正瞬时不变后减小
v逆瞬时减小后增大
v正
4.压强对化学平衡的影响
【实验探究】
如图所示,用50 mL注射器吸入20 mL NO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于Ⅰ处),将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处,观察管内混合气体颜色的变化。当反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时,观察管内混合气体颜色的变化。
压强对化学平衡的影响
压缩体积使压强增大时:c(NO2)瞬间变大(体积缩小)后又变小(平衡向正反应即气体体积减小的方向移动)。
增大体积使压强减小时:c(NO2)瞬间变小(体积增大)后又变大(平衡向逆反应即气体体积增大的方向移动)。
4.压强对化学平衡的影响
刚加压时:
颜色瞬间变深
加压后:
颜色逐渐变浅
加压前:
平衡体系
举例
4.压强对化学平衡的影响
【交流讨论】
(1)有气体参加的反应可能出现反应后气体体积增大、减小或不变的三种情况,请根据三种不同的情况进行分析,体系增大压强,浓度商怎样变化,化学平衡状态发生怎样的变化?
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
2NH3(g) N2(g) + 3H2 (g)
增大压强体积缩小
减小压强体积扩大
Q=K平衡不移动
Q=K平衡不移动
Q>K平衡逆反应(气体物质的量减小)方向移动
Q4.压强对化学平衡的影响
【交流讨论】
(2)对于只有固体或液体参加的反应,体系压强的改变,会使化学平衡的状态发生改变吗?
只有固体或液体参加的反应,体系压强改变,物质浓度不变,平衡不移动。
【实验结论】
有气体参加的可逆反应,当达到平衡时,在其他条件不变时:
①增大压强(减小容器的容积)会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动;
②减小压强(增大容器的体积)会使化学平衡向气体体积增大的方向移动。
③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平衡发生移动。
4.压强对化学平衡的影响
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
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n﹥p+q)
t
0
v
V(正)
V(逆)
原平衡
v ′正
v ′逆
新平衡
t0
增大压强,v正、v逆同时增大,且v ′正>v ′逆
平衡移动方向:正反应方向
正、逆反应速率发生同等程度的改变
4.压强对化学平衡的影响
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
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n﹥p+q)
t
0
v
V(正)
V(逆)
原平衡
v ′逆
v ′正
新平衡
t0
减小压强,v正、v逆同时减小,且v ′逆>v ′正
平衡移动方向:逆反应方向
正、逆反应速率发生同等程度的改变
4.压强对化学平衡的影响
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
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n<p+q)
t
0
v
V(正)
V(逆)
原平衡
v ′逆
v ′正
新平衡
t0
增大压强,v正、v逆同时增大,且v ′逆>v ′正
平衡移动方向:逆反应方向
正、逆反应速率发生同等程度的改变
4.压强对化学平衡的影响
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
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n<p+q)
t
0
v
V(正)
V(逆)
原平衡
v ′逆
v ′正
新平衡
t0
减小压强,v正、v逆同时减小,且v ′正>v ′逆
平衡移动方向:正反应方向
正、逆反应速率发生同等程度的改变
4.压强对化学平衡的影响
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
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n=p+q)
t
0
v
V(正)
V(逆)
原平衡
v ′正=v ′逆
新平衡
t0
增大压强,v正、v逆同时增大,且v ′正=v ′逆
平衡移动方向:不移动
正、逆反应速率发生同等程度的改变
4.压强对化学平衡的影响
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
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m+n=p+q)
t
0
v
V(正)
V(逆)
原平衡
v ′正=v ′逆
新平衡
t0
减小压强,v正、v逆同时减小,且v ′正=v ′逆
平衡移动方向:不移动
正、逆反应速率发生同等程度的改变
总结:
4.压强对化学平衡的影响
对于有气体参加的可逆反应,当反应达到平衡时,在其他条件不变的情况下,增大压强(减小容器的容积)会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强(增大容器的容积)会使化学平衡向气体体积增大的方向移动;反应后气体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。
也可通过比较Q和K的相对大小来分析比较改变压强时平衡移动的方向。
压强对化学平衡影响的常见错误
4.压强对化学平衡的影响
(1)固态或液态物质的体积受压强影响很小,可以忽略不计。因此,当平衡混合物中都是固态或液态物质时,改变压强后化学平衡一般不发生移动。
(2)“无关气体”对化学平衡移动的影响:
① 恒温、恒容条件下
原平衡体系
体系总压强增大,但体系中各组分的浓度不变
平衡不移动
充入“无关气体”
4.压强对化学平衡的影响
原平衡体系
体系中各组分的浓度减小
(2)“无关气体”对化学平衡移动的影响:
② 恒温、恒压条件下
容器容积增大
充入“无关气体”
等效于减小压强
反应前后气体
体积相等的反应
反应前后气体
体积不相等的反应
平衡不移动
平衡向气体体积增大的方向移动
谢谢观看

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