人教版化学平衡的移动复习教案
二、化学平衡的移动复习教案
(一)化学平衡移动的概念
一定条件下的化学平衡 平衡破坏 新条件下的新平衡
V正=V逆 V正≠ V逆 V正'=V逆'各组分百分含量:组成百分含量： 发生改变 保持新的一定
保持一定
化学平衡只有在一定的条件下才能保持。如果一个可逆反应达到平衡后，反应条件（如浓度、压强、温度等）改变了，平衡混合物里各组成物质的百分含量也就随着改变而达到新的平衡状态，这叫做化学平衡的移动。
(二)影响化学平衡移动的条件(见后)
(三)勒沙特列(化学平衡移动)原理
1．原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），则平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是化学平衡移动原理即勒沙特列原理.
改变条件
平衡移动方向
浓度
增大反应物或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强
增大压强(缩小容积)
向气体体积减小的方向移动
减小压强(扩大容积)
向气体体积增加的方向移动
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
催化剂
平衡不移动
注意:
(1).化学平衡移动的原因是反应条件的改变对V正和V逆的影响大小不同，而导致正反应速率与逆反应速率不相等(见后反应速率与平衡移动图像分析)。
(2).化学平衡移动的结果是在新条件下使V正和V逆的大小重新达到相等，各组分的百分含量重新达到保持不变。但速率大小和各组分的百分含量与原平衡并不相等。
(3).平衡移动方向判断的主要方法：
①根据正逆反应速率变化大小判断：若V正>V逆,平衡向正反应方向移动；若V逆>V正,平衡向逆反应方向移动。
②根据生成物或反应物百分含量的变化判断：若反应物含量减小或生成物含量增加，平衡向正反应方向移动；若反应物含量增加或生成物含量减小，平衡向逆反应方向移动。
③根据气体平均分子量的变化来判断：当平衡组分全部是气体时，M气体增大，平衡向气体体积减小的方向移动；M气体减小，平衡向气体体积增大的方向移动。M气体不变，反应前后气体体积不变，平衡不移动。
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当平衡组分中有液体或固体时，必须通过计算才能确定平衡移动的方向。
④通过气体密度的变化判断平衡移动方向：方法同③，还需考虑压强导致气体体积变化对密度的影响。必需具体分析才能确定平衡移动方向。
⑤通过反应体系颜色的变化等可以判断平衡移动的方向。
⑥通过勒沙特列原理（浓度、压强、温度的变化等）判断平衡移动方向。
(4)催化剂能同等程度也增大正反应速率和逆反应速率，始终都有V正=V逆 ，因而催化剂不能使平衡移动，对平衡状态的各种物理量特征标志无影响。但能缩短反应达到平衡状态所需要的时间。
2．理解：①便于讨论只改变一个条件；②移动的方向是减弱外界条件变化造成的影响；③改变条件对正反应速率和逆反应速率影响不相同时才会使平衡发生移动；④同时改变多个条件时，造成的影响如果能相互抵消则平衡不发生移动，如果影响不能相互抵消则平衡发生移动。
3．应用：通过改变外界条件，控制反应进行的方向和进行的程度，使某些需要发生的可逆反应有利于平衡向正反应方向或逆反应方向移动，增大反应进行的程度。阻止某些不需要的反应发生或减弱反应进行的程度。
4．勒沙特列原理适应范围:所有平衡体系.
①可逆反应化学平衡(包括水解平衡、络合平衡等).
②弱电解质的电离平衡.
③难溶物的溶解平衡.
5．勒沙特列原理不能解释的事实:
①使用催化剂不能使化学平衡发生移动 ；②反应前后气体体积不变的可逆反应,改变压强可以改变化学反应速率,但不能使化学平衡发生移动；
③发生的化学反应本身不是可逆反应.
④外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应.
(二)影响化学平衡的条件
【知识导学】
1．浓度对平衡移动的影响：
(1)实验:在烧杯中混合20mL0.01mol/LFeCl3(黄色)溶液和20mL0.01mol/LKSCN(无色)溶液,溶液变深红色(血红色);加适量水稀释至橙红色,分别分成8等份,倒入8支试管中,分 别加入下列物质.(加入物质时刻的速率变化不考虑溶液体积变化).
试管编号
加入物质
溶液颜色变化
V正变化
V逆变化
结果
平衡移动方向
①
不加(参照)
②
5滴FeCl3溶液
变深
增大
不变
V正>V逆
向正反应方向移动
③
5滴KSCN溶液
变深
增大
不变
V正>V逆
向正反应方向移动
④
变浅(↓)
减小
不变
V逆>V正
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5滴NaOH溶液
向逆反应方向移动
⑤
5滴H2S溶液
变浅
减小
不变
V逆>V正
向逆反应方向移动
⑥
少量Fe或Zn粉
变浅
减小
不变
V逆>V正
向逆反应方向移动
⑦
少量水
变浅
减小
减小
V正
V逆,表示反应从正反应开始进行；
起始时若V逆>V正,表示反应从逆反应开始进行。
注2.对于溶液中的可逆反应,加水或加不与平衡组分发生反应的物质的水溶液稀释时,各组分的浓度均减小,正反应速率和逆反应速率均减小,若反应前后平衡体系组分的方程式计量系数相等,则平衡不移动; 若反应前后平衡体系组分的方程式计量系数不相等,则平衡向着系数较大的方向移动。 此时反应速率变化图中曲线是不连续的.
【能力培养】
【例1】对于可逆反应 FeCl3+3KSCNFe(SCN)3 (血红色)+3KCl达到平衡后 ,下列叙述正确的是( )
A．加入Fe2(SO 4)3浓溶液或NH4SCN固体后,溶液颜色加深
B．加入KCl溶液,增大了生成物浓度,平衡向逆反应方向移动,溶液颜色变浅
C．加入KCl溶液,减小了平衡各组分的浓度,平衡向逆反应方向移动,溶液颜色变浅
D．加入AgNO3 溶液,减小了生成物KCl的浓度,平衡向正反应方向移动, 溶液颜色加深
分析: FeCl3与KSCN溶液的反应实质上是离子反应:
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
A正确是因增大了反应物Fe3+和SCN -的浓度,平衡向正反应方向移动;
B错误是因KCl不是平衡组分,其浓度大小不直接影响平衡移动;
C正确是因加入的KCl溶液中的水使平衡组分稀释和平衡逆向移动,Fe(SCN)3的浓度变小,颜色变浅;
D错误是因Cl- 不是平衡组分,生成AgCl沉淀对平衡无影响,但加入的AgNO3溶液中的水使平衡组分稀释和平衡逆向移动,溶液颜色应变浅。
答: AC．
【例2】把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡:
Ca(OH)2(固) Ca2++2OH-，
加入以下浓溶液,可使Ca(OH)2固体减少的是( )
A．Na2S溶液 B．AlCl3 溶液 C．NaOH溶液 D．CaCl2 溶液
分析: A因Na2S水解使溶液呈强碱性,增大了OH-离子浓度,平衡逆移,故Ca(OH)2增多;
B因Al3+离子结合OH-离子生成沉淀Al(OH)3,减小了OH-浓度,平衡正移,故Ca(OH)2 减少;
C、D分别增大了OH- 和Ca2+浓度,平衡逆移,Ca(OH)2增多。
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答: B．
【例3】 一真空密闭容器中盛有1molPCl5 , 加热到200℃时发生如下反应：
PCl5 ( g ) PCl3 (g )+ Cl2 (g )
反应达到平衡时，PCl5 所占体积百分比为M % 。若在同一温度和同一容器中,最初投入的是2molPCl5 , 反应平衡时,PCl5 所占体积百分比为N % ，则M 和N 的正确关系是
A．M > N B．M < N C．M=N D．无法比较
分析:注意本题容易错误地当作是浓度对平衡移动的影响问题来讨论，其实是压强问题。当反应平衡体系的某一边只有一种反应物且为气体时,增加该气体的量,若恒容,则对平衡的影响相当于加压;若恒压,则对平衡的影响相当于减压。本题中恒容，增加PCl5达到新的平衡时，PCl5的转化率降低，其百分比增加。同理，若按1∶1增加PCl3和Cl2的量，PCl5的百分比也增加。只增加PCl3或只增加Cl2的量时，相当于浓度对平衡的影响，PCl5 % 可能增加，可能不变，也可能减小,但PCl5的物质的量是增加的。
答：B．
注:试用同样方法分析反应:2SO2 + O22SO3 平衡体系的情况。
【例4】 改变反应条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列变化正确的是
A．生成物浓度一定增大
B．生成物的物质的量分数一定增大
C．反应物的转化率一定提高
D．化学反应的产率可能提高
分析:稀释或减压平衡向正移时A项不成立；当反应物的物质的量增加很多时，生成物物质的量分数可能减小，此时B不成立；增加某种反应物时，可以提高其它反应物的转化率，而该反应物本身的转化率降低，故C不成立；如果是改变温度或压强使平衡正移时，产率是提高的，故D成立。
答: D．
[例5] Cl2 溶于水发生可逆反应:
Cl2+ H2OH+ + Cl-+ HClO
现往饱和氯水中加入下列物质: ①水;②饱和食盐水;③浓盐酸;④硝酸银溶液;⑤碳酸氢钠固体;⑥醋酸钠固体;⑦硫化氢;⑧二氧化硫; ⑨品红等有机色质;
10 加入KI ; 11 加入FeCl2 ; 12 通入氯气; 13 阳 光下照射.
(1)能使平衡向正反应方向移动的有_______________________;
(2)能使平衡向逆反应方向移动的有______________________;
(3)能够增大HClO浓度的有_____________________.
分析:
①加水时[H2O]增大,同时相当于稀释作用,生成物浓度减小比反应物浓度减小影响大,平衡向正移动;
②增大生成物[Cl-],平衡向逆移动,降低Cl2的溶解度;
③增大生成物[H+]和[Cl-],平衡向逆移动,降低氯气的溶解度;
④Ag+与Cl -结合生成AgCl沉淀 ,减小生成物Cl-浓度,平衡向正移动,[HClO]增大;
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⑤和⑥只与H+反应,减小生成物[H+]浓度,平衡向正移动,[HClO]增大;
⑦⑧既与Cl2反应,又与HClO反应,但反应结果都因生成H+和Cl-,增大了生成物的浓度,故可看成是平衡向正反应方向;
⑨消耗了生成物HClO,平衡向正反应方向移动;
10 11 只相当于消耗了Cl2,总结果并未消耗HClO,故可看作是平衡向逆移动;
12 氯水已饱和,通入的氯气环能改变平衡组分的浓度,故平衡不移动;
13 HClO见光分解,减小了生成物浓度,平衡向正移动.
答: (1)①④⑤⑥⑦⑧⑨ 13 ;(2)②③ 10 11 ; (3)④⑤⑥;
[例6] 在 一定条件下2SO2 + O2 2SO3 的平衡体系中,加入 18O2构成的氧气,当平衡发生移动后,SO2中 18O的含量________________(填增加、减少或不变),
其原因为_______________________________________
分析:可逆反应平衡是一个动态平衡体系，正、逆反应仍在进行。故增大18O2 时,生成的SO3中的18O增加,从而导至逆反应生成的SO2中18O增加.
答: 增加 ; 18O2 与SO2反应生成 S18O3 的同时，S18O3又分解生成S18O2 。
【针对性训练1－2－2】
一、选择题
1．下列措施或事实不能依据勒沙特列原理来解释的是（ ）
A．沸腾炉中硫铁矿煅烧时宜将铁矿石粉碎,并吹入过量的空气
B．工业制硫酸,SO2氧化成SO3 ,宜采用空气过量
C．将氯气通入加有CaCO3粉末的水中可以制得浓度较大的次氯酸
D．工业上用水或稀硝酸来吸收NO2制取的硝酸浓度一般不超过50%
2．容积为aL的密闭容器里,开始时加入下列各组物质, 在一定温度下发生可逆反应:
2A(气) + B(气) 2C(气),当反应达到平衡时,逆反应速率最大的一组物质是( )
A．2molA和1molB B．1molA和2molB
C．2molA和2molB D．1molA、1molB和2molC
3．已建立化学平衡的某可逆反应,当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是
①生成物的质量分数一定增加; ②生成物的产量一定增加;
③反应物的转化率一定增大; ④反应物的浓度一定降低;
⑤正反应速率一定大于逆反应速率; ⑥一定使用了催化剂。
A．①②③ B．③④⑤ C．②⑤ D．④⑥
4．向饱和食盐水中加入agNa37Cl,充分搅拌一段时间后,下列叙述正确的是( )
A．溶液的质量分数不变 B．溶解度不变
C．溶液的质量增加 D．析出晶体的质量小于ag
5．已知羧酸存在如下转化关系:
18O O
CH3C－OH CH3C－18OH
若向平衡体系:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O 中加入CH3C18
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OOH,则下列物质中18O的含量不可能增加的是( )
A．乙酸 B．乙醇 C．乙酸乙酯 D．水
二、填空题
6．近年来,某些自来水厂在用液氯进行消毒杀菌时还加入少量的液氨,其反应的化学方程式为: NH3 + HClO H2O+ NH2Cl(一氯氨)
NH2Cl较HClO稳定.试解释氨能延长液氯杀菌时间的原因______.
7．牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2+ + 3PO43-+ OH-
(1)进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿受腐蚀,其原因是。
(2)已知 Ca5(PO4)3 F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。 请用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋牙的原因。
(3)根据以上原理,请你提出一种其它促进矿化的办法。
三、实验题
8．已知氯水中有如下平衡: Cl2 + H2O HCl + HClO
常温下,在一个体积为50mL的针筒里吸入40mL氯气后,再吸进10mL水。
(1)写出针筒中可能观察到的现象______________________________________。
(2)若将此针筒长时间放置，又能看到何种变化 ______________________； 试用平衡观点加以解释__________________________________________________________________。
9．已知氧化性Ag+>Fe3+,可逆反应Ag +Fe3+ Ag++Fe2+ 向逆反应方向进行的程度较大.现若要使该反应完全向正反应方向进行,试设计一个可行的实验方案并简述及理由_________________________.
四、计算题
10． N2O5很不稳定,在t℃时有下列2种可逆平衡反应:
N2O5(g) N2O3 (g) + O2(g)
N2O3(g) N2O(g) + O2(g)
在t℃时,往密闭容器中充入0.0400mol·L-1N2O5(g),反应达到平衡后时,O2(g)的浓度为0.0450mol·L-1,N2O3(g)浓度为0.0162mol·L-1.求平衡时N2O5(g)和N2O(g)的浓度.
11．将固体NH4Br置于密闭容器中,在某温度下发生如下分解反应:
NH4Br(s) =NH3(g) + HBr(g) , 2HBr(g) H2(g)+Br2(g)
2min后,反应达到化学平衡,测知H2的浓度为0.5mol/L,HBr的浓度为4mol/L,试计算:
(1)平衡时NH3的浓度;
(2)HBr的分解率;
(3)2min内Br2的平均反应速率 .
【针对性训练1-2-2答案与提示】
一、
1.答案A;提示:A中反应不是可逆反应，不存在平衡状态；B增大成本低的原料氧气的浓度，使平衡正移，提高成本较高原料SO2的利用率和SO3的产率。C中CaCO3与HCl反应，减小了氯水平衡体系中生成物的浓度，平衡正向移动。D中反应当HNO3
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含量达到50%时形成平衡体系：3NO2 + H2O 2HNO3 +NO ，可知当HNO3含量低于50%时，平衡向正移； 当HNO3含量高于50%时平衡向逆移。(这一原理也可以解释浓HNO3的还原产物一般不是NO,而是NO2 ;稀HNO3的还原产物是NO而不能是NO2 )
2.D;提示:D相当于3molA和2molB, 压强最大且生成C浓度最大,正反应速率和逆反应速率最大。
3.C;
4.CD;(提示:溶解与结晶达到平衡,溶液中37Cl-的含量增加,溶液质量增加,析出晶体中含有35Cl-和37Cl-,故析出晶体的质量小于ag.)
5.B;(提示:可逆反应18O存在于乙酸、乙酸乙酯和水中,只有乙醇中不会引入新的18O.)
二、
6.加液氨后,使HClO转化为较稳定的NH2Cl,防止大部分的HClO见光分解;当HClO开始杀菌而消耗后,题中化学平衡向逆移动,不断产生HClO继续起杀菌作用.
7.(1)生成的有机酸能中和OH －,使平衡向脱矿方向移动,加速腐蚀牙齿。
(2)5Ca2+ + 3PO43-+ F- =Ca5(PO4)3 F ↓。
(3)加入Ca2+或PO43- 。
三、
8.(1)气体体积缩小,溶液呈浅黄绿色。(2)气体体积继续减小,气体和溶液均变成无色;氯水中的HClO不断见光分解:2HClO 2HCl+ O2 使Cl2 +H2O HCl+HClO 平衡体系中生成物HClO浓度减小,平衡向正反应方向移动,最终Cl2耗尽,溶液变无色,由总反应式:
2Cl2 +2H2O=4HCl + O2↑可知 生成O2的体积约20mL,故气体体积约减小一半。
9.用FeCl3溶液与AgNO3溶液反应,因为生成AgCl沉淀,减小了生成物Ag+浓度,使平衡向正反应方向移动.
四、10.设N2O5的分解浓度为xmol·L-1,N2O3的分解浓度为ymol·L-1,则:
N2O5(g) N2O3(g) + O2(g), N2O3(g) N2O(g)+ O2(g)
(0.0400－x) (x－y) (x+y) (x－y) y (x+y)
由题意得:①x－y= 0.0162;②x+y=0.0450
解得:x=0.0306mol·L-1,y=0.0144mol·L-1.
答案:平衡时[N2O5]=0.0400－0.0306=0.0094mol·L-1,
[N2O]=0.0144mol·L-1.
11. (1)5mol·L-1;(2)20%;(3)0.25mol／(L·s).
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