高中化學 232 化學平衡移動教案 新人教版選修4

2024年2月22日發(作者：五百字日記)

高中化學 232 化學平衡移動教案 新人教版選修4

●課標要求

1．通過實驗探究溫度、濃度、壓強對化學平衡的影響，并能用相關理論加以解釋。

2．認識化學平衡的調控在生產和科學領域中的重要作用。

●課標解讀

1.理解影響化學平衡移動的因素，加深對勒夏特列原理的理解。

2．學會運用化學反應速率圖像分析化學平衡的移動方向。

●教學地位

本課時是在第1課時的基礎上，結合外界條件對化學反應速率的影響來分析外界條件對化學平衡的影響，總結出勒夏特列原理。這是今后學習其他平衡的基礎。

●新課導入建議

某密閉容器中發生如下反應A(g)＋B(g)2C(g)。

(1)該反應達平衡的基本標志是什么？

(2)若改變條件，使化學反應速率發生變化，化學平衡是否移動？若各成分的百分含量發生變化，平衡是否移動？

【提示】 (1)v正＝v逆或各組分的濃度不變。

(2)若v正與v逆同時改變，但v正′＝v逆′，則平衡不移動；若v正′≠v逆′，則平衡移動；但只要各成分的百分含量變，則平衡一定發生移動。

●教學流程設計

課前預習安排：(1)看教材P26頁，完成【課前自主導學】中的“知識1”，并完成【思考交流1】；

(2)看教材P27～28頁，完成【課前自主導學】中的“知識2”，并完成【思考交流2】。?步驟1：導入新課、分析本課時的教材地位。?步驟2：建議對【思考交流】多提問幾個學生，使80%以上的學生能掌握該內容，以利于下一步對該重點知識的探究。

?

步驟5：在老師指導下學生自主完成【變式訓練1】和【當堂雙基達標】中的1、2、3三題，驗證學生對“外界條件對化學平衡的影響”的掌握情況。?步驟4：教師通過【例1】和教材P27～P28頁的講解，對探究一進行總結。?步驟3：師生互動完成“探究1、外界條件對化學平衡的影響”可利用【問題導思】所設置的問題，由淺入深地進行師生互動。

步驟6：師生互動完成探究2“化學平衡圖像問題的解法”，可利用【問題導思】所設置的問題，師生互動。可利用【教師備課資源】為您提供的例題拓展學生的思路。?步驟7：教師通過【例2】的講解對“探究二”中的“化學平衡圖像問題的解法”進行總結。?步驟8：在老師指導下由學生自主完成【變式訓練2】和【當堂雙基達標】中的4、5兩題，驗證學生對探究點的理解掌握情況。

步驟9：先讓學生自主總結本課時學習的主要知識，然后對照【課堂小結】以明確掌握已學的內容，并課下完成【課后知能檢測】。

課 標 解 讀

1.理解化學平衡移動的影響因素。

重 點 難 點

1

2.理解勒夏特列原理。

3.學會用圖示的方法表示在可逆反應中正逆反應速率隨外界條件的變化，并分析平衡移動的方向。

2.濃度、溫度、壓強等外界條件如何影響化學平衡。(難點)

3.運用化學反應速率圖像，如何推斷化學平衡的移動方向。(重難點)

1.加深對勒夏特列原理中“減弱”這種改變的理解。(重點)

化學平衡移動

1.含義：當一個可逆反應達到平衡后，如果改變濃度、溫度、壓強等反應條件，原來的平衡狀態會被破壞，化學平衡會發生移動，在一段時間后達到新的平衡。

2．實質：改變條件后：

(1)v正≠v逆。

(2)各組分的百分含量發生改變。

3．圖示

v(正)>

正向v(逆)――→反應v(正)＝

改變v(逆)――→條件v(正)≠

一定v(逆)――→時間v′ (正)＝

v′(逆)

1．某一可逆反應，一定條件下達到了化學平衡。

(1)若化學反應速率改變，化學平衡是否發生移動？

(2)若化學平衡發生移動，化學反應速率是否一定發生改變？

【提示】 (1)若v正、v逆依然相等，則平衡不移動，否則移動。

(2)只要平衡發生移動，則反應速率一定變。

影響化學平衡移動的因素

因素

濃度

溫度

化學平衡的移動

增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動，反之，逆向移動

其他條件不變，升溫平衡向吸熱反應方向移動，

2

降溫平衡向放熱反應方向移動

壓強

對于有氣體參加的反應，其他條件不變，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動

能同等程度改變正逆反應速率，對平衡移動不移動

催化劑

結論：如果改變影響平衡的條件之一，平衡將向著減弱這種改變的方向移動(即勒夏特列原理)。

2．對一定條件下的化學平衡狀態：(1)若改變物質的濃度、化學平衡是否一定發生移動？(2)若改變體系的溫度呢？

【提示】 (1)改變濃度化學平衡不一定發生移動，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其他條件不變，把容器體積縮小，濃度增大，但平衡不動。

(2)若改變溫度，化學平衡一定發生移動。

外界條件對化學平衡的影響

【問題導思】

①如何根據v－t圖像判斷平衡移動方向？

【提示】 看改變條件對v正、v逆的影響，若v正>v逆，正移，反之逆移。

②增大體系的壓強，平衡一定發生移動嗎？

【提示】 不一定。

③催化劑對化學平衡有影響嗎？

【提示】 無影響。

外界

條件

(v－t圖像)

濃度

反應速率變化

條件變化

平衡移動方向

增大反應

物濃度

減小生成

物濃度

正向移動

3

增大生成

物濃度

減小反應

物濃度

逆向移動

溫度

升高溫度

方向移動

降低溫度

方向移動

壓

強

向吸熱反應

向放熱反應

反應前后氣體體積

發生變化的反應

增大壓強

小的方向移動

減小壓強

大的方向移動

向氣體體積減

向氣體體積增

反應前后氣體體

積不變的反應

增大壓強

減小壓強

平衡不移動

催化劑

催化劑 平衡不移動

使用

4

1．v－t圖中，只有濃度的改變其圖像是連續的，其他條件都不連續。

2．升溫、增大壓強，增大濃度若平衡發生移動，則正、逆反應速率都增大，只不過增大的幅度不同。平衡向增大的多的方向移動。

(2012·池州實驗中學月考)某密閉容器中發生如下反應：X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH＜0。下圖表示該反應的速率(v)隨時間(t)變化的關系，t2、t3、t5時刻外界條件有所改變，但都沒有改變各物質的初始加入量。下列說法中正確的是( )

A．t2時加入了催化劑

B．t3時降低了溫度

C．t5時增大了壓強

D．t3～t4時間內轉化率最低

【解析】 由圖像知，在t1時刻化學反應達到平衡，t2～t3化學平衡沒有移動，可能是加了催化劑或增加壓強，但該反應是一個體積發生變化的反應，壓強的改變是不可能的，只能是加入了催化劑；t3～t4平衡逆向移動，并且化學反應速率在減小，是減小了壓強；t5～t6平衡逆向移動，反應物的轉化率最小，t5時升高了溫度，不是壓強的影響。

【答案】 A

1．只改變反應速率，而不使平衡發生移動的措施：

①使用催化劑。

②若前后氣體計量數相等，可改變壓強。

2．“惰性氣體”對化學平衡的影響

①恒溫、恒容條件：

原平衡體系充入“惰性氣體”――→體系總壓強增大―→體系中各反應成分的濃度不變―→平衡不移動。

②恒溫、恒壓條件：

原平衡體系小。

體積不變的反應體積改變的反應――→平衡不移動――→平衡向氣體體積增大的方向移動

1．在容積可變的密閉容器中存在如下反應：CO(g)＋H2O(g)列分析中不正確的是( )

CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，下充入“惰性氣體”――→容器容積增大，體系的分壓減小―→各組分的濃度同等倍數減

5

A．圖Ⅰ研究的是t0時升高溫度對反應速率的影響

B．圖Ⅱ研究的是t0時增大壓強(縮小容積)或使用催化劑對反應速率的影響

C．圖Ⅲ研究的是催化劑對化學平衡的影響，且甲使用了催化劑

D．圖Ⅲ研究的是溫度對化學平衡的影響，且乙的溫度較高

【解析】 本題考查的是化學反應速率及化學平衡圖像的認識，難度一般。由于這是一個體積可變的放熱反應，所以t0時溫度升高，平衡向左移動，此時逆反應速率大于正反應速率，A正確；該反應是反應前后氣體物質的量不變的反應，增大壓強，可同等程度地加快正、逆反應速率，平衡不移動，使用催化劑，不影響平衡，但反應速率加快，B正確；如果圖Ⅲ中考慮的是使用催化劑的話，則由圖可知乙條件下先達平衡，所以應該是乙使用了催化劑且平衡時甲、乙兩條件下的CO轉化率應相等，C錯誤；如果圖Ⅲ研究的是溫度對平衡的影響，同樣應該是乙條件下溫度高于甲條件，那么從甲升溫到乙，平衡向左移動，CO的轉化率下降，D正確。

【答案】 C

【教師備課資源】

對可逆反應2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g) ΔH<0。在一定條件下達到平衡，下列有關敘述正確的是( )

①增加A的量，平衡向正反應方向移動 ②升高溫度，平衡向逆反應方向移動，v(正)減小

③壓強增大一倍，平衡不移動，v(正)、v(逆)不變 ④增大B的濃度，v(正)>v(逆) ⑤加入催化劑，B的轉化率提高

A．①② B．④

C．③ D．④⑤

【解析】 A是固體，其量的變化對平衡無影響；而增大B的濃度，正反應速率增大，平衡向正反應方向移動，v(正)>v(逆)；升溫，v(正)、v(逆)均應增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反應方向移動；壓強增大平衡不移動，但v(正)、v(逆)都增大；催化劑不能使化學平衡發生移動，B的轉化率不變。

【答案】 B

化學平衡圖像問題的解法

【問題導思】

對于反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，如何根據下列圖像比較T1、T2的大小？

6

(Ⅰ) (Ⅱ)

【提示】 在相同時間內先達平衡，說明反應速率快，則(Ⅰ)中T1>T2或溫度越高，H2的轉化率越高，故T1>T2；(Ⅱ)中在同一壓強下，T2時NH3%大，則說明平衡正移程度大，故T2

1．解題步驟

(1)看圖像：一看面(即縱坐標與橫坐標的意義)，二看線(即線的走向和變化趨勢)，三看點(即起點、折點、交點、終點)，四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等)，五看量的變化(如濃度變化、溫度變化等)。

(2)想規律：聯想外界條件的改變對化學平衡的影響規律。

(3)作判斷：根據圖像中所表現的關系與所學規律相對比，作出符合題目要求的判斷。

2．解題原則

(1)“定一議二”原則

在化學平衡圖像中，了解縱坐標、橫坐標和曲線所表示的三個量的意義。在確定橫坐標所表示的量后，討論縱坐標與曲線的關系，或在確定縱坐標所表示的量后，討論橫坐標與曲線的關系。

例如，反應：2A(g)＋B(g)2C(g)達到平衡，A的平衡轉化率與壓強和溫度的關系如圖：

定壓看溫度變化，升溫曲線走勢降低，說明A的轉化率降低，平衡向左移動，正反應是放熱反應；

定溫看壓強變化，因為此反應是反應后氣體體積減小的反應，壓強增大，平衡向右移動，A的轉化率增大，故p2>p1。

(2)“先拐先平，數值大”原則

對于同一化學反應在化學平衡圖像中，先出現拐點的反應先達到平衡，先出現拐點的曲線表示的溫度較高(如圖甲)或表示的壓強較大(如圖乙)。

例如，反應：2A(g)＋B(g)2C(g)，C、A的百分含量與溫度(或壓強)、時間的關系如下：

甲 乙

圖甲表示T2>T1，且正反應放熱。圖乙表示p1

7

先根據圖像變化確定溫度或壓強的大小，再根據溫度或壓強變化對平衡體系中各物質的量的影響確定化學平衡移動方向。

對于反應2A(g)＋B(g)2C(g) ΔH<0，下列圖像正確的是( )

A B

C D

【解析】 首先該反應是氣態物質分子數目減小的放熱反應，此反應的平衡體系受壓強的影響是：增大壓強，平衡向正反應方向移動，A的轉化率增大，B的含量減小，C的含量增大；升高溫度，平衡向逆反應方向移動，A的轉化率減小，B的含量增大，C的含量減小。A項圖像表示B的含量隨溫度升高而增加，符合此反應。另外，從反應開始到建立平衡，溫度越高，到達平衡的時間越短，A項正確；同理推知D項圖像正確，符合上述平衡體系，B、C兩項圖像不符合題意。

【答案】 AD

2．已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 025 kJ/mol。若反應物起始物質的量相同，下列關于該反應的示意圖不正確的是( )

【解析】 首先考慮外界條件對反應速率的影響，再考慮平衡的移動，注意結合圖象的變化進行綜合分析。

4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)

ΔH＝－1 025 kJ/mol。正反應是一個氣體體積增大的反應，也是一個放熱反應。因此，溫度越高，反應速率越快，達到平衡的時間越短；升高溫度時，平衡向逆反應方向移動，NO的含量降低，故A是正確的，C是錯誤的；增大壓強，反應速率加快，達到平衡的時間縮短，

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平衡向逆反應方向移動，NO的含量降低，故B是正確的；加入催化劑，反應速率加快，達到平衡的時間縮短，但NO的含量不變，故D是正確的。

【答案】 C

【教師備課資源】

化學平衡圖像分析的注意事項：

(1)看清各坐標軸代表的量，弄清曲線表示的是哪些量之間的關系。

(2)注意曲線上的特殊點，如與坐標軸的交點、多條曲線的交點、轉折點、極值點等。

(3)注意曲線坡度的“平”與“陡”，并弄清其含義。

(4)注意弄清高溫、高壓時反應速率更快，有利于先達平衡，即“先拐先平”原則，也就是說其他條件不變時，在較高溫度或較高壓強的條件下，達到平衡所用的時間較短。

(5)注意分清曲線函數的遞增性和遞減性。

(6)注意運用圖像中濃度(或物質的量)的變化來確定反應中化學計量數的關系，即化學計量數之比等于同一時間內各反應物、生成物的濃度(或物質的量)變化量之比。

(7)對時間—速率圖像，注意分清曲線的連續性、跳躍性，是“漸變”還是“突變”，是“大變”還是“小變”，是“變大”還是“變小”，變化后是否仍然相等等情況，才可確定對應改變的條件是什么及如何改變。

用來表示可逆反應2A(g)＋B(g)2C(g)(正反應為放熱反應)的正確圖像為( )

【解析】 此反應的特點是正反應為氣體總體積減小的放熱反應，A項，溫度越高，達到平衡所需的時間越短，但溫度升高平衡左移，C的質量分數要降低，所以A正確；B項，表示溫度與v的關系，隨著溫度的升高，v正與v逆應增大，所以B不正確；C項，隨著壓強的增大，v正、v逆都增大，但對正反應速率影響更大；D項，隨著溫度的升高，A的轉化率應當降低。

【答案】 AC

化學平衡

原方法

狀態移動――→v正≠v逆――→勒夏特列原理化學平衡

理圖像分析影響因素濃度溫度壓強

1．下列事實，不能用勒夏特列原理解釋的是( )

9

A．反應CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g) ΔH<0，升高溫度可使平衡向逆反應方向移動

B．合成NH3的反應，為提高NH3的產率，理論上應采取相對較低的溫度

C．溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，當加入AgNO3溶液后，溶液顏色變淺

D．對2HI(g)H2(g)＋I2(g)，增大平衡體系的壓強(壓縮體積)可使體系顏色變深

【解析】 本題考查勒夏特列原理的應用．選項A的正反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動．選項B合成氨的反應是放熱反應，理論上采取低溫有利于反應向正反應方向進行，但需同時考慮溫度對反應速率的影響．選項C中加入AgNO3后，Ag＋與Br－反應生成AgBr沉淀，降低了Br－的濃度，平衡向正反應方向移動，溶液顏色變淺，A、B、C項均能用勒夏特列原理解釋。選項D因2HI(g)H2(g)＋I2(g)，化學方程式兩邊氣體分子數相等，壓縮體積使壓強增大，平衡不發生移動，但由于體積減小，各組分的濃度增大，故顏色變深。故選D。

【答案】 D

2．(2012·長沙高二月考)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH＞0。當反應達到平衡時，下列措施：①升溫

②恒容通入惰性氣體 ③增加CO的濃度 ④減壓

⑤加催化劑 ⑥恒壓通入惰性氣體

能提高COCl2轉化率的是( )

A．①②④ B．①④⑥

C．②③⑤ D．③⑤⑥

【解析】 本題考查化學平衡的移動。該反應為體積增大的吸熱反應，所以升溫和減壓均可以促使反應正向移動。恒壓通入惰性氣體，相當于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO的濃度，將導致平衡逆向移動。

【答案】 B

3．已知反應A2(g)＋2B2(g)2AB2(g) ΔH<0，下列說法正確的是( )

A．升高溫度，正反應速率增加，逆反應速率減小

B．升高溫度有利于反應速率的增加，從而縮短達到平衡所需的時間

C．達到平衡后，升高溫度或增大壓強都有利于該反應平衡正向移動

D．達到平衡后，降低溫度或減小壓強都有利于該反應平衡正向移動

【解析】 A2(g)＋2B2(g)2AB2(g)是放熱反應，且是氣體體積減小的反應。所以升高溫度，平衡向逆反應方向移動；增大壓強，平衡向正反應方向移動，C、D均錯誤。升高溫度，正、逆反應速率均加快，達到平衡需要的時間減少，A錯誤；正確答案為B。

【答案】 B

4．在一定溫度下的可逆反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，生成物C的體積分數與壓強p1和p2、時間t1和t2的關系如圖所示，則下列關系正確的是( )

A．p1>p2 B．p1

C．m＋n>p＋q D．m＋n

【解析】 該反應是起始反應物為A、B，生成物為C、D的可逆反應(注意起點)，從反應開始到達到平衡的反應過程中，圖像顯示，在壓強為p1時，t2時達到平衡，生成物C的體積分數為c1，在壓強為p2時，t1時達到平衡，生成物C的體積分數為c2，從橫坐標看，t2>t1，

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說明p2時化學反應速率快，先達到平衡，所以壓強p2>p1，從縱坐標看，c1>c2，說明加壓將使平衡向逆反應方向移動，即p＋q>m＋n。

【答案】 BD

5.

在一定條件下，可逆反應A＋BmC變化如右圖所示。已知縱坐標表示在不同溫度和壓強下生成物C在混合物中的質量分數，p為反應在T2溫度時達到平衡后增大容器內壓強的變化情況，問：

(1)溫度T1________T2(填“大于”、“等于”或“小于”)，正反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2)如果A、B、C均為氣體，則m ________2(填“大于”、“等于”或“小于”)。

(3)當溫度和容積不變時，如向平衡體系中加入一定量的某稀有氣體，則體系的壓強________，平衡________移動。

(4)當溫度和壓強不變時，如向平衡體系中加入一定量的某稀有氣體，平衡________移動。

【解析】 (1)由圖像可知，T1>T2，溫度高，w(C)的含量低，所以升溫，平衡左移，正反應為放熱反應。

(2)增大壓強，w(C)含量降低，平衡左移，正反應為體積擴大的反應，m>2。

(3)當溫度、容積不變時，充入“惰”氣，由于各反應物、生成物的濃度不變，所以平衡不移動。

(4)當溫度、壓強不變時，充入“惰”氣，體積擴大，根據m>2，平衡右移。

【答案】 (1)大于 放熱 (2)大于

(3)增大 不 (4)向正反應方向

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