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(人教版)化学选修四:2.2.3.2《影响化学平衡移动的因素(一)》学案

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内在因素。

2.通过实验探究,讨论分析浓度、压强影响平衡移动的规律。

1.(1)在一定条件下,把1 mol N 2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3,一段时间后达到平衡。

在某一时刻,保持体积不变,充入N2,此时,c(N2)增大,v正增大,c(NH3)不变,v逆不变,随着反应的进行,c(N2)减小,v正减小,c(NH3)增大,v逆增大,最终v正=v逆。

(2)在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态,如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡状态被破坏(正、逆反应速率不再相等),直至正、逆反应速率再次相等,在新的条件下达到新的化学平衡状态。

这种现象称作平衡状态的移动,简称平衡移动。

2.(1)化学平衡移动可表示为(2)化学平衡移动的方向判断探究点一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,填写下表:2.--3.速率的变化曲线分别如下图所示:回答下列问题:(1)上述各图中发生变化的条件是什么?答案①反应物A或B浓度增大;②生成物C浓度减小;③生成物C浓度增大;④反应物A或B浓度减小。

(2)上述各图中化学平衡移动方向如何?答案①②向正反应方向移动;③④向逆反应方向移动。

[归纳总结]当其他条件不变时:(1)c(反应物)增大或c(生成物)减小,平衡向正反应方向移动。

(2)c(反应物)减小或c(生成物)增大,平衡向逆反应方向移动。

[活学活用]1.在K 2Cr2O7溶液中存在下列平衡:2CrO2-4(黄色)+2H+Cr2O2-7(橙色)+H2O中,溶液颜色介于黄色和橙色之间,今欲使溶液颜色变浅,可以在溶液中加入( )①H+②OH-③K+④H2OA.①③ B.②④ C.①④ D.②③答案 B解析平衡向右移动,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,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。

2.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ⅡC.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ⅡD.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。

探究点二压强对化学平衡移动的影响1.在一定条件下,把2 mol NO 2充入一密闭容器中,发生N2O4(g) 2NO2(g)的反应,一段时间后达到平衡。

在某一时刻,使体积缩小,此时c(NO2)、c(N2O4)都增大,所以v正、v逆也都增大,但由于反应物浓度和生成物浓度增大的幅度不一样,所以v正、v逆增大的幅度也不一样,其中反应物浓度增大的幅度更大,致使v正<v逆,平衡向逆反应方向移动,该反应的特点是正反应分子数增加,即正反应体积增加。

2.对于反应I 2(g)+H2(g) 2HI(g),此反应的特点是反应前后气体分子数不变,即等体积反应,如改变压强(即压缩体积或扩大体积),反应物浓度和生成物浓度都改变,但改变的幅度一样大,所以v正和v逆改变的幅度也一样大,致使v正=v逆,平衡不移动。

[归纳总结]当其他条件不变时:(1)若为体积不等的反应增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。

(2)若为等体积反应增大压强时,v正、v逆同等程度地增大;减小压强时,v正、v逆同等程度地减小,平衡均不移动。

[活学活用]3.一定温度下,反应C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(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保持体积不变,充入N 2使体系压强增大 ③将容器的体积缩小一半 ④保持压强不变,充入N 2使容器体积变大 A .①② B .②③C .①④D .③④答案 A解析 ①,C 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故:②,保持体积不变,充入N 2,由于c(H 2O)、c(CO)、c(H 2)的浓度都不变,所以平衡不移动;③,缩小体积,压强增大,平衡左移;④,保持压强不变,充入N 2,体积扩大,平衡右移。

1.下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是( ) ①已达平衡的反应C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g),当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动 ②已达平衡的反应N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g),当增大N 2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N 2的转化率一定升高③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动 ④有气体参加的反应达平衡时,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动 A .①④B .①②③C .②③④D .①②③④答案 D解析 本题考查影响化学平衡移动方向的因素及影响结果。

增加C(s)的物质的量,由于浓度未变,平衡不移动,①错;对于多种物质参加的可逆反应,增大某一反应物的浓度,平衡右移,其他物质的转化率增大,而此物质的转化率降低,②错;对于有气体参加的可逆反应,缩小容器体积,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,③错;在恒压容器中充入稀有气体,各物质浓度减小,若是非等体积反应,则平衡会发生移动,④错。

2.在密闭容器中发生如下反应:aX(g)+bY(g)cZ(g)+dW(g),反应达到平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的12,当再次达到平衡时,W 的浓度为原平衡时的1.8倍。

下列叙述中不正确的是( )A .平衡向逆反应方向移动B .a +b <c +dC .Z 的体积分数增大D .X 的转化率下降 答案 C解析 此反应达平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的12,假设平衡不发生移动,W 的浓度应变为原平衡时的2倍,而实际为1.8倍,假设不成立,原平衡必发生移动,由W 的浓度为原平衡时的1.8倍,小于2倍知,平衡一定向W 减少的方向即逆反应方向移动,所以a +b <c +d ,平衡移动的结果导致Z 的体积分数减小,X 的转化率下降。

3.在具有活塞的密闭容器中,一定温度下的可逆反应:H 2(g)+I 2(g)2HI(g)已达到平衡。

将活塞外拉,则:(1)容器内颜色__________;(2)容器内压强________;(3)逆反应速率________;(4)混合气体平均相对分子质量_____________________________。

答案 (1)变浅 (2)变小 (3)变小 (4)不变解析 当活塞外拉时,容器体积增大(压强减小),各组分的浓度减小,气体颜色变浅,反应速率减小;因为平均相对分子质量M r =气气,结合反应方程式的特点知:m(气)不变,n(气)不变,故混合气体的平均相对分子质量不变。

4.在水溶液中橙色的Cr 2O 2-7与黄色的CrO 2-4有下列平衡关系:Cr 2O 2-7+H 2O 2CrO 2-4+2H +,重铬酸钾(K 2Cr 2O 7)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(NO 3)2溶液(已知BaCrO 4为黄色沉淀),则平衡________(填“向左移动”或“向右移动”),溶液颜色将______________。

答案 (1)黄 OH -与H +结合生成水,c(H +)减小,使平衡向右移动,CrO 2-4浓度增大,溶液由橙黄色变为黄色 (2)橙 c(H +)增大,平衡左移,Cr 2O 2-7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 2-4)增大;加酸使平衡左移,溶液中的c(Cr 2O 2-7)增大;加Ba(NO 3)2,发生的反应为Ba 2++CrO 2-4===BaCrO 4↓(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。

[基础过关]一、化学反应速率改变与平衡移动的关系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 答案 B解析 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”气),平衡也不一定移动。

2.某温度下反应N 2O 4(g)2NO 2(g)(正反应吸热)在密闭容器中达到平衡,下列说法不正确的是( )A.加压时(体积变小),将使正反应速率增大B.保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小C.保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时,颜色变深D.保持体积不变,通入He,再达平衡时颜色不变答案 B解析保持体积不变,加入少许NO2的瞬间,逆反应速率增大,正反应速率不变,平衡向逆反应方向移动,重新平衡时的正反应速率比原平衡的正反应速率大。

二、浓度对化学平衡移动的影响3.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”气答案 C解析A项,C为固体,改变其量,对反应速率无影响,A错;B项,扩大容积,v正减小,c(D)也减小,B错;C 项,缩小容积,浓度增大,速率也增大,平衡右移,c(D)也增大,C对;D项,体积不变,充入“惰”气,反应物浓度不变,速率不变,平衡不移动。

4.在容积为2 L的密闭容器中,有反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),经过5 min达到平衡,此时各物质的变化为A物质的量浓度减少a mol·L-1,B的平均反应速率v(B)=a/15 mol·L-1·min-1,C物质的量浓度增加2a/3 mol·L-1,这时若增大系统压强,发现A与C的百分含量不变,则m∶n∶p∶q为( )A.3∶1∶2∶2 B.1∶3∶2∶2C.1∶3∶2∶1 D.1∶1∶1∶1答案 A解析本题考查浓度改变量、反应速率与化学计量数成正比关系。

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