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.在一定条件下,把 1 mol N 2和3 molH 2充入一密闭容器中发生反应 2+ 3出 2NH 3, 一段时间后达到平衡。
在某一时刻,保持容器容积不变,充入N 2,此时,C (N 2)增大,v 正增大,C (NH 3)不变,v 逆不变,随着反应的进行, C (N 2)减小,v 正减小,C (NH 3)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、气体反应的压强、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。
3. 化学平衡移动可表示为反应开抽化営平11建也平H[归纳总结]化学平衡移动方向的判断[■若v 正=V 逆,平衡不移动;条件改变 < 若v 正>v 逆,平衡向正反应方向移动;若V 正<v 逆,平衡向逆反应方向移动。
[活学活用]1. 试根据下列图像判断化学平衡移动的方向。
]I“1=#$tl * (D 0xi rGri③答案 ①向正反应方向移动;②向逆反应方向移动;③平衡不移动。
二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:些些*叫护呃条件时间实验原理CnO:- + £0=^23:- +2H +(黄色)实验步骤1a丁(I.L irul L 1 孑K心:O瞬揪f_6 mol-L_,4N 0.4 mid L 1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原理Fe + 3SCN Fe(SCN)3(红色)实验(1)步骤L 地杆貢心牌淞Linwl-r1IrlT 齐KSMISSinLD.mSnwl'L 'FHJ.聃港*5mL0j[Hniol L 七(D ®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0.01 mol • tNaOH溶液向试管②中滴加0.01 mol L一1NaOH溶液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 一Fe(SCN)3,分别增大c(Fe3十)和c(SCN「)后,Fe(SCN)3的浓度均增大,即化学平衡均向正反应方向移动了;滴加NaOH 溶液,由于3OH「+ Fe3+ ===Fe(OH)3^,减小了Fe3+ 的浓度,Fe(SCN)3的浓度也减小了,即化学平衡向逆反应方向移动了3•已知反应mA(g) + nB(g) pC(g) H<0 , m+ *p,当反应达到平衡后,有关物质的浓度发生改变,其反应速率的变化曲线分别如下图所示:回答下列问题: ⑴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]2. 在K262O7溶液中存在下列平衡:2CrO4_ (黄色)+ 2H Cr2O7_(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,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•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()iOA .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nD .同一种反应物在平衡态I和平衡态n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。
三压强对化学平衡移动的影响1 .在一定条件下,把2 mol SO2和1 mol O2充入一密闭容器中,发生2SO2(g) + 02(g) 2SO3(g)的反应,一段时间后达到平衡,在某一时刻,使容器容积缩小,此时c(SO2)、C(02)、c(S03)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 E>v 逆,平衡向正反应方向移动,该反应的特点是逆反应分子数增加,即逆反应体积增大。
如下图所示:图1压强的变化是增大,图2压强的变化是减小。
2. 对于反应I2(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,平衡均不一移动。
[活学活用]4. 一定温度下,反应C(s) + H20(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,保持容器容积不变,充入 N 2,由于C (H 20)、c(CO)、C (H 2)的浓度都不变,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 N 2,容器容积扩大,平衡右移。
当堂检测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 20(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 2© + 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 .①④ B .①②③ C .②③④ D .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,缩小容器容积,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. 对于达到平衡的可逆反应: X + Y W + Z ,其他条件不变时,增大压强,正、逆反应 速率变化的情况如图所示。
下列对 X 、Y 、W 、Z 四种物质状态的描述正确的是 ( )A . W 、Z 均为气体,X 、Y 中只有一种为气体刿斷移 动方向浓度变化影网规建 压强变化影响规律时间B . X、Y均为气体,W、Z中只有一种为气体C. X、Y或W、Z中均只有一种为气体D . X、Y均为气体,W、Z均为液体或固体答案B解析由图像可知,增大压强,正、逆反应速率都加快,但正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度,可见化学平衡向正反应方向移动,即正反应是一个体积缩小的反应。
A 项,若W、Z均为气体,X、Y中只有一种为气体,不符合图像;B项,X、Y均为气体,W、Z中只有一种是气体,符合图像;C项,X、Y或W、Z中均只有一种为气体,则加压平衡不移动,不符合图像;D项,若生成物均为液体或固体,则加压时逆反应速率不发生变化,不符合图像。
3. 在具有活塞的密闭容器中,一定温度下的可逆反应:H2(g)+ 12(g)2HI(g)已达到平衡。
将活塞外拉,贝(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⑷不变解析当活塞外拉时,容器容积增大(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= m气 ,结合反应方程式的特点知:m(气)不变,n (气)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Cr2O1 2 3「与黄色的CrO£有下列平衡关系:Cr2O2「+ H2O 2Cro£+⑶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________________ 。
答案(1)黄OH「与H +结合生成水,c(H十)减小,使平衡向右移动,CrO4「浓度增大,溶液由橙黄色变为黄色2 橙c(H +)增大,平衡左移,Cr2O7—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十,平衡右移,溶液中的c(CrO4「)增大;加酸使平衡左移,溶液中的c(Cr207「)增大;力口Ba(NO 3)2,发生的反应为Ba2++ CrO:-===BaCrO4$ (黄色),平衡向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 ____________________________________ 。