第二章 第二節(jié) 第3課時(shí)　濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

第3課時(shí)濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.從變化的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的移動(dòng)，即可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，濃度、壓強(qiáng)改變，平衡將會(huì)發(fā)生移動(dòng)而建立新的平衡。2.從Q與K的關(guān)系及濃度、壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)速率的影響，分析理解化學(xué)平衡的移動(dòng)。3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)論證說(shuō)明濃度、壓強(qiáng)的改變對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響1．實(shí)驗(yàn)探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響按表中實(shí)驗(yàn)操作步驟完成實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，將有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其結(jié)論填入表中：實(shí)驗(yàn)原理Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(淺黃色)(無(wú)色)(紅色)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象試管b溶液顏色____，c[Fe(SCN)3]_____試管c溶液顏色________，c[Fe(SCN)3]________實(shí)驗(yàn)結(jié)論在其他條件不變的情況下，增大反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；減小反應(yīng)物的濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)2.化學(xué)平衡移動(dòng)(1)概念：在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，如果改變反應(yīng)條件，平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系的物質(zhì)組成也會(huì)隨著________，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由________________達(dá)到________________的過(guò)程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。(2)用K與Q的關(guān)系判斷平衡移動(dòng)的方向當(dāng)Q＝K時(shí)，可逆反應(yīng)處于________狀態(tài)，v正____v逆；當(dāng)Q＜K時(shí)，化學(xué)平衡向________移動(dòng)，v正____v逆，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)；當(dāng)Q＞K時(shí)，化學(xué)平衡向________移動(dòng)，v正____v逆，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)。(3)從濃度影響Q的角度解釋上述實(shí)驗(yàn)平衡移動(dòng)的方向①試管b溶液中，F(xiàn)e＋2Fe3＋=3Fe2＋，c(Fe3＋)減小，Q＝eq\f(c[FeSCN3],cFe3＋·c3SCN－)________，Q____K，平衡向______________移動(dòng)，c[Fe(SCN)3]減小。②試管c中溶液，c(SCN－)增大，Q＝eq\f(c[FeSCN3],cFe3＋·c3SCN－)________，Q____K，平衡向_________移動(dòng)，c[Fe(SCN)3]增大。3．濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律總結(jié)當(dāng)其他條件不變時(shí)(1)c(反應(yīng)物)增大或c(生成物)減小，平衡向________方向移動(dòng)。(2)c(反應(yīng)物)減小或c(生成物)增大，平衡向________方向移動(dòng)。4．工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用適當(dāng)增大____________的反應(yīng)物的濃度，使化學(xué)平衡向____________方向移動(dòng)，可提高價(jià)格較高的原料的____________，從而降低生產(chǎn)成本。(1)合成氨反應(yīng)中，增加N2的濃度，可使平衡正向移動(dòng)，提高H2的轉(zhuǎn)化率，降低成本()(2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在某溫度下達(dá)到平衡后，增加一部分C(s)，v正增大，平衡正向移動(dòng)()(3)恒容密閉容器中充入He，可使N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)()(4)化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，v逆一定比v正小()(5)平衡后，反應(yīng)混合物各組分百分含量發(fā)生改變，化學(xué)平衡一定發(fā)生了移動(dòng)()(6)反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)達(dá)到平衡后，向該容器中充入少量CO2，保持溫度不變，反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí)，c(CO2)增大()1．檢驗(yàn)Fe3＋的存在，可向溶液中加入KSCN溶液，發(fā)生反應(yīng)如下：FeCl3＋3KSCN3KCl＋Fe(SCN)3(淺黃色)(無(wú)色)(無(wú)色)(紅色)能使該可逆反應(yīng)發(fā)生平衡移動(dòng)的是______(填序號(hào)，下同)。不能使平衡發(fā)生移動(dòng)的是________，原因是________________________________________________________。①加入KCl固體②加入Fe粉③加入FeCl3固體2．從速率變化的視角，理解濃度改變與平衡移動(dòng)方向。以一定溫度下，可逆反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)為例：(1)圖1為上述反應(yīng)建立平衡狀態(tài)Ⅰ后，t1時(shí)刻只增大O2濃度至達(dá)到新平衡的v－t圖像。由圖像獲得如下信息(用“增大、減小、不變、>、<、＝”等填空)：①t1時(shí)刻v′正________，v′逆________，v′正____v′逆，Q____K，平衡向_________移動(dòng)。②一段時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，____________________相等，平衡狀態(tài)Ⅰ的反應(yīng)速率v正____平衡狀態(tài)Ⅱ的v′逆。③平衡狀態(tài)Ⅱ與平衡狀態(tài)Ⅰ相比，各組分的濃度，c(SO3)________，c(O2)________，c(SO2)________；反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，α(O2)_________，α(SO2)_________；反應(yīng)的平衡常數(shù)________。(2)圖2表示上述反應(yīng)已建立平衡狀態(tài)Ⅰ，①請(qǐng)畫(huà)出t1時(shí)刻只增大SO3濃度后的v－t圖像。②分析建立新的平衡后，各組分的濃度、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與平衡狀態(tài)Ⅰ相比的變化情況。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)圖3表示上述反應(yīng)已建立平衡狀態(tài)Ⅰ，請(qǐng)畫(huà)出t1時(shí)刻只減小SO2濃度后的v－t圖像。二、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響1．實(shí)驗(yàn)探究壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響(1)常溫常壓下，用50mL注射器吸入20mLNO2和N2O4的混合氣體，反應(yīng)2NO2(g)(紅棕色)N2O4(g)(無(wú)色)達(dá)到平衡。按表中實(shí)驗(yàn)操作步驟改變壓強(qiáng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，將有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其結(jié)論填入表中：實(shí)驗(yàn)操作ⅰ：快速壓縮注射器容積，增大氣體壓強(qiáng)ⅱ：快速擴(kuò)大注射器容積，減小氣體壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象混合氣體的顏色先__________后又逐漸__________混合氣體的顏色先________后又逐漸________實(shí)驗(yàn)結(jié)論增大氣體的壓強(qiáng)，平衡向______方向移動(dòng)，即氣體分子數(shù)________的方向減小氣體的壓強(qiáng)，平衡向________方向移動(dòng)，即氣體分子數(shù)________的方向(2)從壓強(qiáng)影響Q的視角解釋上述實(shí)驗(yàn)平衡移動(dòng)的方向操作ⅰ：容積縮小為原來(lái)的一半，壓強(qiáng)增大一倍。K＝eq\f(cN2O4,c2NO2)，Q＝eq\f(2cN2O4,[2cNO2]2)＝eq\f(cN2O4,2c2NO2)＝eq\f(1,2)K，Q<K，平衡正向移動(dòng)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)論一致。操作ⅱ：容積擴(kuò)大為原來(lái)的2倍，壓強(qiáng)減小到原來(lái)的eq\f(1,2)。同理推出Q＝2K，Q>K，平衡逆向移動(dòng)。2．壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，在其他條件不變時(shí)：(1)增大壓強(qiáng)(減小容器的容積)，化學(xué)平衡向____________的方向移動(dòng)。(2)減小壓強(qiáng)(增大容器的容積)，化學(xué)平衡向____________的方向移動(dòng)。(3)對(duì)于反應(yīng)后氣體的總體積不變的可逆反應(yīng)，改變壓強(qiáng)，平衡________。(1)當(dāng)平衡混合物中都是固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)時(shí)，改變壓強(qiáng)后化學(xué)平衡一般不發(fā)生移動(dòng)。(2)對(duì)有氣體參加的可逆反應(yīng)，在恒溫恒容條件下，壓強(qiáng)與氣體的濃度成正比，因而壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響，要看壓強(qiáng)改變是否使?jié)舛壬贪l(fā)生改變。(1)有氣體參與的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)，平衡一定發(fā)生移動(dòng)()(2)增大壓強(qiáng)可使反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)平衡正向移動(dòng)，原因是增大壓強(qiáng)，v正增大，v逆減小()(3)對(duì)于反應(yīng)：2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)，其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，體系的顏色加深，平衡正向移動(dòng)()(4)對(duì)于2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，增大壓強(qiáng)能加快反應(yīng)速率，提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率()(5)對(duì)于2NO2(g)N2O4(g)的平衡體系，壓縮體積，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，混合氣體的顏色最終變淺()1．在一定溫度下，反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)達(dá)到平衡，完成下列填空：(1)若m＋n>p＋q，縮小容器的容積，增大壓強(qiáng)[課下研究m＋n<p＋q的情況]，①化學(xué)平衡向________方向移動(dòng)，平衡后c(A)________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，c(D)______，B的轉(zhuǎn)化率________。②在圖中補(bǔ)全，t1時(shí)，增大壓強(qiáng)后的v－t圖像。(2)若m＋n＝p＋q，擴(kuò)大容器的容積，①Q(mào)____K，化學(xué)平衡____移動(dòng)，c(A)________，c(D)________，B的轉(zhuǎn)化率________。②在圖中補(bǔ)全，t1時(shí)，減小壓強(qiáng)后的v－t圖像。2．在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，達(dá)到平衡狀態(tài)。(1)保持溫度、容積不變，再充入少量He。容器內(nèi)壓強(qiáng)增大平衡是否移動(dòng)，闡述判斷的理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)保持溫度、容器壓強(qiáng)不變，再充入少量He。容器的容積如何變化？平衡移動(dòng)方向如何？簡(jiǎn)述判斷的方法。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________充入“惰性”氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響3．已知化學(xué)反應(yīng)2A(？)＋B(g)2C(？)達(dá)到平衡，當(dāng)增大壓強(qiáng)時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則下列物質(zhì)的狀態(tài)可能是A是____________，C是__