2022年高中化學(xué)（大綱版）第二冊 第二章 化學(xué)平衡 第三節(jié)影響化學(xué)平衡的條件(第三課時)復(fù)習(xí)引入新課前兩節(jié)課我們學(xué)習(xí)了外界條件對化學(xué)平衡的影響，請同學(xué)們想一想哪些條件的改變能引起平衡移動？生濃度、溫度、壓強。師還記得這些條件改變時，平衡是如何移動的嗎？請同學(xué)們根據(jù)前兩節(jié)課我們所學(xué)的知識填寫下表。投影影響化學(xué)平衡的條件化學(xué)平衡移動方向平衡移動結(jié)果濃度增大反應(yīng)物濃度減小生成物濃度減小反應(yīng)物濃度增大生成物濃度壓強增大壓強減小壓強溫度升高溫度降低溫度啟發(fā)增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度引起平衡移動時，反應(yīng)物和生成物的濃度如何改變？減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度呢？增大壓強平衡移動后，體系的壓強如何變化？升高溫度引起平衡移動后，體系溫度有何變化？（學(xué)生邊回答邊填寫上表，最后得出以下結(jié)論）投影影響化學(xué)平衡的條件化學(xué)平衡移動方向平衡移動結(jié)果濃度增大反應(yīng)物濃度向正反應(yīng)方向移動使反應(yīng)物濃度減小使生成物濃度增大減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動減小反應(yīng)物濃度向逆反應(yīng)方向移動使反應(yīng)物濃度增大使生成物濃度減小增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動壓強增大壓強向氣體體積縮小方向移動使壓強減小減小壓強向氣體體積擴大方向移動使壓強增大溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動使溫度降低降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動使溫度升高師從上表我們可以看出，增大反應(yīng)物濃度時，反應(yīng)體系會通過平衡移動使反應(yīng)物的濃度減小；減小反應(yīng)物濃度，會通過平衡移動使反應(yīng)物的濃度增大；增大壓強或升高溫度時，會通過平衡移動使體系壓強減小或溫度降低；而減小壓強或降低溫度時，反應(yīng)體系又會通過平衡移動使體系壓強增大或溫度升高。可見化學(xué)平衡有自我調(diào)節(jié)能力，總是力求保持原狀態(tài)。大家覺得這種現(xiàn)象和物理上的什么現(xiàn)象有點相似呢？生慣性。師對。慣性定理告訴我們，物體有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)也可以看作一種特殊物質(zhì)的運動狀態(tài)，外界條件改變時，化學(xué)平衡也力求保持原狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡移動也有點像生物上講的“自我調(diào)節(jié)”作用，炎熱的夏天，人體的毛孔擴張，不斷出汗散發(fā)多余的熱量，以維持體溫在37左右?？梢娀瘜W(xué)、生物、物理這些自然科學(xué)之間是有聯(lián)系的，學(xué)好物理和生物，對學(xué)好化學(xué)很有幫助。法國科學(xué)家勒沙特列把我們化學(xué)上的這種“自我調(diào)節(jié)”作用概括為平衡移動原理，后人為了紀(jì)念這位科學(xué)家，把這個原理叫做勒沙特列原理。板書四、勒沙特列原理師請同學(xué)們打開書44頁，一起讀一下勒沙特列原理的內(nèi)容。板書如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。師勒沙特列原理可以用來判斷平衡移動方向，但并非任何與化學(xué)平衡有關(guān)的問題都能用勒沙特列原理來解釋，因此我們必須了解該原理的適用范圍及適用條件。板書1. 適用范圍師該原理是平衡移動原理，一個反應(yīng)只有達(dá)到化學(xué)平衡時，才能談及平衡移動。如對于一個從反應(yīng)物剛開始的氣體反應(yīng)來說，增大壓強反應(yīng)總是向正反應(yīng)方向進(jìn)行，而不服從勒沙特列原理。因此，該原理的適用范圍是已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)。板書已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)投影練習(xí)1. 可逆反應(yīng)A(g)+B(g) 2C(g)在一定體積和壓強下開始反應(yīng)，生成物的體積分?jǐn)?shù)（C%）與溫度的關(guān)系如圖，回答下列問題：（1）由T1向T2變化時v（正） v（逆）。（填“”“”或“=”（2）由T3向T4變化時v（正） v（逆）。（填“”“”或“=”）（3）反應(yīng)在 溫度時達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。（4）此反應(yīng)的正反應(yīng)方向是 熱反應(yīng)方向（填“放熱”或“吸熱”）（5）AB段為增函數(shù)，BC段為減函數(shù)曲線，試從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的角度說明理由。解析：溫度升高過程中，AB段C%增大，BC段C%減小，說明T1向T2變化時，v正v逆，T3向T4變化時v正v逆。B點是C%變化的一個轉(zhuǎn)折點，而對于一個反應(yīng)，升高溫度時不可能使化學(xué)平衡既向正反應(yīng)方向移動，又向逆反應(yīng)方向移動，所以在T3之前，反應(yīng)一定沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，T3時達(dá)平衡狀態(tài)，再升高溫度，C%降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動了，該反應(yīng)的正反應(yīng)方向為放熱反應(yīng)。答案：（1）> (2)< (3)T3 (4)放熱（5）AB段為增函數(shù)曲線，BC段為減函數(shù)曲線，是因為AB段時，反應(yīng)未達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，升高溫度，速率加快，生成C的量增多，C%增大。B點達(dá)平衡狀態(tài)，升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動，使C%降低，所以BC段為減函數(shù)曲線。提問對于一個已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)，如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），如果既增大壓強，又升高溫度，能不能用勒沙特列原理判斷出平衡究竟向哪個方向移動？生不能。師使用催化劑時，能不能用勒沙特列原理得出平衡如何移動？為什么？生不能。因為催化劑不能引起平衡移動。師由此可見，在用勒沙特列原理解釋平衡移動問題時，還要注意該原理的適用條件。板書2. 適用條件：一個能影響化學(xué)平衡的外界條件的變化。師根據(jù)勒沙特列原理，平衡移動的方向是向減弱外界條件改變的方向移動。如何理解“減弱”二字呢？我們先回憶一下濃度對化學(xué)平衡的影響，我們知道，增大一種反應(yīng)物的濃度，化學(xué)平衡會向正反應(yīng)方向移動。如對于反應(yīng)A(g)+B(g) C(g)，增大A的濃度，平衡正向移動，此時各反應(yīng)物和生成物的濃度如何變化？生A、B的濃度減小，C的濃度增大。師達(dá)到新平衡時，要使平衡常數(shù)不變，A的濃度會不會降低到等于或小于原平衡濃度？生不會。師同理，如果其他條件不變，把壓強增大為原來的2倍，A、B、C的濃度會瞬間增大為原來的2倍，平衡向正反應(yīng)方向移動會使C的濃度增大，使A的濃度減小，B的濃度減小，由于C的濃度增大了，要使K不變，達(dá)新平衡時，A和B的濃度一定大于原平衡濃度而小于原平衡濃度的2倍。由此可見，平衡移動的結(jié)果，僅僅是減弱外界條件的影響，而不能完全抵消外界條件的變化量，更不能“逆轉(zhuǎn)”。板書3. 平衡移動的結(jié)果是“減弱”外界條件的影響，而不能消除外界條件的影響。講述對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)，如I2(g)+H2(g) 2HI(g)，改變壓強時，由于正向移動或逆向移動均不能減弱壓強的改變，因此壓強對它無影響，平衡不移動。那么下列情況是否能用勒沙特列原理來判斷呢？投影在FeCl3溶液中存在如下平衡：Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+，加水稀釋時，平衡是否移動？為什么？生甲種回答：平衡不移動，因為H2O是純液體，增大水的用量并沒有改變其濃度。乙種回答：平衡移動，因為加水時，雖然水的濃度沒有變，但其他離子或分子的濃度都降低了。師同學(xué)們的回答都有道理，但正確的答案只有一個，那就是平衡會移動，而且是正向移動。有些同學(xué)一定會問：這符合勒沙特列原理嗎？下面我們就來分析一下，該平衡移動的方向是否符合勒沙特列原理。我們知道，對于氣體反應(yīng)，減小壓強時，各種氣體的濃度會減小相同的倍數(shù)，那么單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)如何變化？生減小相同的倍數(shù)。師此時，平衡將向氣體總體積增大的方向，即氣體總分子數(shù)增多的方向移動。對于上述平衡體系加水稀釋時，F(xiàn)e3+、Fe(OH)3、H+的濃度會減小相同的倍數(shù)，即單位體積內(nèi)粒子數(shù)減小相同的倍數(shù)，平衡會向粒子數(shù)增多的方向即正向移動。可見并不違背勒沙特列原理，勒沙特列原理對于所有的動態(tài)平衡都適用。勒沙特列原理還廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，人們根據(jù)該原理，選擇適宜的條件，使化學(xué)反應(yīng)能獲得較高的產(chǎn)量，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)效益。那么我們在本章第二節(jié)書上講的小故事，工程師試圖增加高爐高度，以增加CO和鐵礦石的接觸時間來減少高爐氣中CO的含量的做法符合勒沙特列原理嗎？生不符合。師為什么？生因為增加高爐高度并不能引起平衡移動。師看來大家對勒夏特列原理掌握得不錯，下面我們做幾道練習(xí)題。投影練習(xí)在某溫度時，A+B 2C的反應(yīng)達(dá)到了平衡：1. 平衡時容器中A、B、C的物質(zhì)的量分別為1 mol、2 mol和3 mol，則開始時，加入的A和B的物質(zhì)的量分別是 和 ，A和B的轉(zhuǎn)化率之比為 。答案：2.5 mol 3.5 mol 752. 若A為氣態(tài)，增加壓強A的平衡濃度增大，則C一定是 態(tài)；B一定不是 態(tài)，可能是 態(tài)或 態(tài)。如果增加或減少B的量，C和A在平衡時質(zhì)量分?jǐn)?shù)都不發(fā)生明顯變化，則B應(yīng)是 態(tài)。答案：氣 氣 固（或液） 液（或固） 固3. 達(dá)到平衡后再加入催化劑，則v正 ，v逆 ，v正和v逆的關(guān)系是v正 v逆。（填“”“=”或“”）答案：增大 增大 =4. 升高溫度后，C的物質(zhì)的量減少，則v正 ，v逆 ，v正和v逆的關(guān)系是v正 v逆。（填“”“=”或“”），這個反應(yīng)是 熱反應(yīng)。答案：增大 增大 放5. 如溫度保持不變，A和C是氣態(tài)，體積縮小1/2，濃度增加的物質(zhì)是 ，平衡向 反應(yīng)方向移動。達(dá)到新平衡后， 的濃度與原平衡濃度之比大于2， 的濃度與原平衡濃度之比介于2和1之間。答案：A、C 逆 A C6. 對于該反應(yīng)，在其他條件相同的情況下，在一開始就使用催化劑后達(dá)到平衡和不使用催化劑達(dá)到平衡，兩者的主要區(qū)別是（1）前者達(dá)到平衡所需時間 ，（2）前者達(dá)到平衡后 較大。答案：短 反應(yīng)速率師我們這節(jié)課在前兩節(jié)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了勒沙特列原理。我們可以根據(jù)該原理，選擇適宜條件使化學(xué)反應(yīng)向?qū)θ祟愑欣姆较蜻M(jìn)行，但該原理也有局限性，它不能預(yù)測建立平衡所需的時間，例如對于一個反應(yīng)，如果降低溫度同時減小壓強均可使其向反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大的方向移動，但此時反應(yīng)速率一定很慢，達(dá)到平衡需要很長時間，這樣也是不適用的。如何才能使反應(yīng)向人們需要的方向進(jìn)行，又能縮短達(dá)到平衡所需時間呢？這是有待同學(xué)們將來去研究的問題，希望同學(xué)們能總結(jié)出比勒沙特列原理更完善的原理。布置作業(yè)P46 三、四、五、六題板書設(shè)計四、勒沙特列原理如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向減弱這種改變的方向移動。1. 適用范圍：已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)。2. 適用條件：一個能影響化學(xué)平衡的外界條件的變化。3. 平衡移動的結(jié)果是“減弱”外界條件的影響，而不是消除外界條件的影響。教學(xué)說明本節(jié)課在總結(jié)前兩節(jié)課所學(xué)知識的基礎(chǔ)上總結(jié)出勒沙特列原理，而深入理解勒沙特列原理是解決有關(guān)化學(xué)平衡問題的基礎(chǔ)。因此我在本節(jié)課的教學(xué)中，從溫度不變平衡常數(shù)不變的原理引導(dǎo)學(xué)生分析平衡移動過程中濃度、壓強的變化，使學(xué)生充分認(rèn)識勒沙特列原理中“減弱”的含義，并通過典型的例題，對勒沙特列原理做了深層剖析，以培養(yǎng)學(xué)生運用知識的靈活性，也為以后學(xué)習(xí)鹽類水解時學(xué)生理解稀釋促進(jìn)水解的原理打下了基礎(chǔ)。參考練習(xí)1在容積相同的A、B兩個容器中，分別充入 2 mol SO2和1 mol O2,使它們在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)并達(dá)到平衡，在反應(yīng)過程中，若A容器的體積不變，B容器的壓強不變，A中SO2的轉(zhuǎn)化率為a%，B容器的壓強不變，A中SO2的轉(zhuǎn)化率為a%，B容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為b%，則a與b的關(guān)系為（ ）Aa>b B.a=b C.a<b D.無法確定答案：C2將3 mol A 和1 mol B 混合于一體積可變的密閉器P中，以此時溫度、壓強和體積作為起始條件，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，若反應(yīng)過程中保持起始溫度和壓強不變，達(dá)到平衡時氣體C的濃度為W mol·L-1，回答以下兩個小題：(1)若反應(yīng)過程中仍保持溫度和壓強不變，按下列四種方法配比充入容器P，平衡后氣體 C的濃度仍為W mol·L-1的是( ) A6 mol A+2 mol BB3 mol A+1 mol B+2 mol C C2 mol C+1 mol B+ mol D D1 mol C+2 mol D 答案：A (2)若反應(yīng)過程中仍保持原起始溫度和容器體積不變，且使平衡后氣體C的濃度仍為mol·L-1,應(yīng)按下列哪種配比向容器Q中充入有關(guān)物質(zhì)(P和Q起始體積相同)是有可能達(dá)到目的的 ( ) A3 mol A+1 mol B B2 mol C+l mol DC1.5 mol A+O.5 mol B+l mol C+O.5 mol D D4 mol C和2 mol D 答案：D