2014年高中化学选修四教学案2-3-2 化学平衡移动

第2课时化学平衡移动课标要求1通过实验探究温度、浓度、压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。2认识化学平衡的调控在生产和科学领域中的重要作用。课标解读 1.理解影响化学平衡移动的因素，加深对勒夏特列原理的理解。2学会运用化学反应速率图像分析化学平衡的移动方向。教学地位本课时是在第1课时的基础上，结合外界条件对化学反应速率的影响来分析外界条件对化学平衡的影响，总结出勒夏特列原理。这是今后学习其他平衡的基础。新课导入建议某密闭容器中发生如下反应A(g)B(g)2C(g)。(1)该反应达平衡的基本标志是什么？(2)若改变条件，使化学反应速率发生变化，化学平衡是否移动？若各成分的百分含量发生变化，平衡是否移动？【提示】(1)v正v逆或各组分的浓度不变。(2)若v正与v逆同时改变，但v正v逆，则平衡不移动；若v正v逆，则平衡移动；但只要各成分的百分含量变，则平衡一定发生移动。教学流程设计课前预习安排：(1)看教材P26页，完成【课前自主导学】中的“知识1”，并完成【思考交流1】；(2)看教材P2728页，完成【课前自主导学】中的“知识2”，并完成【思考交流2】。步骤1：导入新课、分析本课时的教材地位。步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。步骤5：在老师指导下学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、2、3三题，验证学生对“外界条件对化学平衡的影响”的掌握情况。步骤4：教师通过【例1】和教材P27P28页的讲解，对探究一进行总结。步骤3：师生互动完成“探究1、外界条件对化学平衡的影响”可利用【问题导思】所设置的问题，由浅入深地进行师生互动。步骤6：师生互动完成探究2“化学平衡图像问题的解法”，可利用【问题导思】所设置的问题，师生互动。可利用【教师备课资源】为您提供的例题拓展学生的思路。步骤7：教师通过【例2】的讲解对“探究二”中的“化学平衡图像问题的解法”进行总结。步骤8：在老师指导下由学生自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的4、5两题，验证学生对探究点的理解掌握情况。步骤9：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容，并课下完成【课后知能检测】。课标解读重点难点1.理解化学平衡移动的影响因素。2.理解勒夏特列原理。3.学会用图示的方法表示在可逆反应中正逆反应速率随外界条件的变化，并分析平衡移动的方向。1.加深对勒夏特列原理中“减弱”这种改变的理解。(重点)2.浓度、温度、压强等外界条件如何影响化学平衡。(难点)3.运用化学反应速率图像，如何推断化学平衡的移动方向。(重难点)化学平衡移动1.含义：当一个可逆反应达到平衡后，如果改变浓度、温度、压强等反应条件，原来的平衡状态会被破坏，化学平衡会发生移动，在一段时间后达到新的平衡。2实质：改变条件后：(1)v正v逆。(2)各组分的百分含量发生改变。3图示v(正)v(逆)v(正)v(逆)v(正)v(逆)v (正)v(逆)1某一可逆反应，一定条件下达到了化学平衡。(1)若化学反应速率改变，化学平衡是否发生移动？(2)若化学平衡发生移动，化学反应速率是否一定发生改变？【提示】(1)若v正、v逆依然相等，则平衡不移动，否则移动。(2)只要平衡发生移动，则反应速率一定变。影响化学平衡移动的因素因素化学平衡的移动浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动，反之，逆向移动温度其他条件不变，升温平衡向吸热反应方向移动，降温平衡向放热反应方向移动压强对于有气体参加的反应，其他条件不变，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催化剂能同等程度改变正逆反应速率，对平衡移动不移动结论：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着减弱这种改变的方向移动(即勒夏特列原理)。2对一定条件下的化学平衡状态：(1)若改变物质的浓度、化学平衡是否一定发生移动？(2)若改变体系的温度呢？【提示】(1)改变浓度化学平衡不一定发生移动，如H2(g)I2(g)2HI(g)，其他条件不变，把容器体积缩小，浓度增大，但平衡不动。(2)若改变温度，化学平衡一定发生移动。外界条件对化学平衡的影响【问题导思】如何根据vt图像判断平衡移动方向？【提示】看改变条件对v正、v逆的影响，若v正v逆，正移，反之逆移。增大体系的压强，平衡一定发生移动吗？【提示】不一定。催化剂对化学平衡有影响吗？【提示】无影响。外界条件反应速率变化(vt图像)条件变化平衡移动方向浓度增大反应物浓度减小生成物浓度正向移动增大生成物浓度减小反应物浓度逆向移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动压强反应前后气体体积发生变化的反应增大压强向气体体积减小的方向移动减小压强向气体体积增大的方向移动反应前后气体体积不变的反应增大压强减小压强平衡不移动催化剂使用催化剂平衡不移动1vt图中，只有浓度的改变其图像是连续的，其他条件都不连续。2升温、增大压强，增大浓度若平衡发生移动，则正、逆反应速率都增大，只不过增大的幅度不同。平衡向增大的多的方向移动。(2012池州实验中学月考)某密闭容器中发生如下反应：X(g)3Y(g)2Z(g)H0。下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是()At2时加入了催化剂Bt3时降低了温度Ct5时增大了压强Dt3t4时间内转化率最低【解析】由图像知，在t1时刻化学反应达到平衡，t2t3化学平衡没有移动，可能是加了催化剂或增加压强，但该反应是一个体积发生变化的反应，压强的改变是不可能的，只能是加入了催化剂；t3t4平衡逆向移动，并且化学反应速率在减小，是减小了压强；t5t6平衡逆向移动，反应物的转化率最小，t5时升高了温度，不是压强的影响。【答案】A1只改变反应速率，而不使平衡发生移动的措施：使用催化剂。若前后气体计量数相等，可改变压强。2“惰性气体”对化学平衡的影响恒温、恒容条件：原平衡体系体系总压强增大体系中各反应成分的浓度不变平衡不移动。恒温、恒压条件：原平衡体系容器容积增大，体系的分压减小各组分的浓度同等倍数减小。平衡不移动平衡向气体体积增大的方向移动1在容积可变的密闭容器中存在如下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，下列分析中不正确的是()A图研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B图研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响C图研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲使用了催化剂D图研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高【解析】本题考查的是化学反应速率及化学平衡图像的认识，难度一般。由于这是一个体积可变的放热反应，所以t0时温度升高，平衡向左移动，此时逆反应速率大于正反应速率，A正确；该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，可同等程度地加快正、逆反应速率，平衡不移动，使用催化剂，不影响平衡，但反应速率加快，B正确；如果图中考虑的是使用催化剂的话，则由图可知乙条件下先达平衡，所以应该是乙使用了催化剂且平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等，C错误；如果图研究的是温度对平衡的影响，同样应该是乙条件下温度高于甲条件，那么从甲升温到乙，平衡向左移动，CO的转化率下降，D正确。【答案】C【教师备课资源】对可逆反应2A(s)3B(g)C(g)2D(g)Hv(逆)加入催化剂，B的转化率提高 ABC D【解析】A是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)v(逆)；升温，v(正)、v(逆)均应增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；压强增大平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。【答案】B化学平衡图像问题的解法【问题导思】对于反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)HT2或温度越高，H2的转化率越高，故T1T2；()中在同一压强下，T2时NH3%大，则说明平衡正移程度大，故T2p1。(2)“先拐先平，数值大”原则对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图甲)或表示的压强较大(如图乙)。例如，反应：2A(g)B(g)2C(g)，C、A的百分含量与温度(或压强)、时间的关系如下：甲乙图甲表示T2T1，且正反应放热。图乙表示p1p2且正反应为气体总体积缩小的反应。先根据图像变化确定温度或压强的大小，再根据温度或压强变化对平衡体系中各物质的量的影响确定化学平衡移动方向。对于反应2A(g)B(g)2C(g)H0，下列图像正确的是()ABCD【解析】首先该反应是气态物质分子数目减小的放热反应，此反应的平衡体系受压强的影响是：增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，B的含量减小，C的含量增大；升高温度，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，B的含量增大，C的含量减小。A项图像表示B的含量随温度升高而增加，符合此反应。另外，从反应开始到建立平衡，温度越高，到达平衡的时间越短，A项正确；同理推知D项图像正确，符合上述平衡体系，B、C两项图像不符合题意。【答案】AD2已知：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJ/mol。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是()【解析】首先考虑外界条件对反应速率的影响，再考虑平衡的移动，注意结合图象的变化进行综合分析。4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJ/mol。正反应是一个气体体积增大的反应，也是一个放热反应。因此，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短；升高温度时，平衡向逆反应方向移动，NO的含量降低，故A是正确的，C是错误的；增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，平衡向逆反应方向移动，NO的含量降低，故B是正确的；加入催化剂，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，但NO的含量不变，故D是正确的。【答案】C【教师备课资源】化学平衡图像分析的注意事项：(1)看清各坐标轴代表的量，弄清曲线表示的是哪些量之间的关系。(2)注意曲线上的特殊点，如与坐标轴的交点、多条曲线的交点、转折点、极值点等。(3)注意曲线坡度的“平”与“陡”，并弄清其含义。(4)注意弄清高温、高压时反应速率更快，有利于先达平衡，即“先拐先平”原则，也就是说其他条件不变时，在较高温度或较高压强的条件下，达到平衡所用的时间较短。(5)注意分清曲线函数的递增性和递减性。(6)注意运用图像中浓度(或物质的量)的变化来确定反应中化学计量数的关系，即化学计量数之比等于同一时间内各反应物、生成物的浓度(或物质的量)变化量之比。(7)对时间速率图像，注意分清曲线的连续性、跳跃性，是“渐变”还是“突变”，是“大变”还是“小变”，是“变大”还是“变小”，变化后是否仍然相等等情况，才可确定对应改变的条件是什么及如何改变。用来表示可逆反应2A(g)B(g)2C(g)(正反应为放热反应)的正确图像为()【解析】此反应的特点是正反应为气体总体积减小的放热反应，A项，温度越高，达到平衡所需的时间越短，但温度升高平衡左移，C的质量分数要降低，所以A正确；B项，表示温度与v的关系，随着温度的升高，v正与v逆应增大，所以B不正确；C项，随着压强的增大，v正、v逆都增大，但对正反应速率影响更大；D项，随着温度的升高，A的转化率应当降低。【答案】AC化学平衡状态移动v正v逆勒夏特列原理化学平衡图像分析浓度温度压强1下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是()A反应CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g)H0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动B合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低的温度C溴水中存在平衡：Br2H2OHBrHBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅D对2HI(g)H2(g)I2(g)，增大平衡体系的压强(压缩体积)可使体系颜色变深【解析】本题考查勒夏特列原理的应用选项A的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动选项B合成氨的反应是放热反应，理论上采取低温有利于反应向正反应方向进行，但需同时考虑温度对反应速率的影响选项C中加入AgNO3后，Ag与Br反应生成AgBr沉淀，降低了Br的浓度，平衡向正反应方向移动，溶液颜色变浅，A、B、C项均能用勒夏特列原理解释。选项D因2HI(g)H2(g)I2(g)，化学方程式两边气体分子数相等，压缩体积使压强增大，平衡不发生移动，但由于体积减小，各组分的浓度增大，故颜色变深。故选D。【答案】D2(2012长沙高二月考)COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H0。当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO的浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体能提高COCl2转化率的是()ABC D【解析】本题考查化学平衡的移动。该反应为体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。【答案】B3已知反应A2(g)2B2(g)2AB2(g)Hp2 Bp1pq Dmnt1，说明p2时化学反应速率快，先达到平衡，所以压强p2p1，从纵坐标看，c1c2，说明加压将使平衡向逆反应方向移动，即pqmn。【答案】BD5.在一定条件下，可逆反应ABmC变化如右图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2温度时达到平衡后增大容器内压强的变化情况，问：(1)温度T1_T2(填“大于”、“等于”或“小于”)，正反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)如果A、B、C均为气体，则m _2(填“大于”、“等于”或“小于”)。(3)当温度和容积不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强_，平衡_移动。(4)当温度和压强不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，平衡_移动。【解析】(1)由图像可知，T1T2，温度高，w(C)的含量低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。(2)增大压强，w(C)含量降低，平衡左移，正反应为体积扩大的反应，m2。(3)当温度、容积不变时，充入“惰”气，由于各反应物、生成物的浓度不变，所以平衡不移动。(4)当温度、压强不变时，充入“惰”气，体积扩大，根据m2，平衡右移。【答案】(1)大于放热(2)大于(3)增大不(4)向正反应方向 13