《探究影響化學(xué)平衡移動的因素》一、實驗?zāi)康?.通過改變反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度,探究濃度改變對化學(xué)平衡的影響。2.通過改變溫度條件,探究溫度改變對化學(xué)平衡影響。3.進(jìn)一步學(xué)習(xí)控制變量、對比實驗等科學(xué)探究方法,培養(yǎng)變化觀念與科學(xué)探究等核心素養(yǎng)。二、實驗用品小燒杯、量筒、試管、試管架、玻璃棒、膠頭滴管、酒精燈、打火機(jī)、兩個封裝有NO2和N2O4混合氣體的連體玻璃小球、透明塑料盒。鐵粉、0.05

mol/L

FeCl3溶液、0.15

mol/LKSCN溶液、0.1mol/LK2Cr2O7溶液、6

mol/L

NaOH溶液、6

mol/LH2SO4溶液、0.5

mol/LCuCl2溶液、熱水、冷水、蒸餾水。三、實驗步驟(一)

濃度對化學(xué)平衡的影響FeCl3溶液與KSCN溶液的反應(yīng)FeCl3溶液與KSCN溶液的反應(yīng)中存在如下平衡：(1)在小燒杯中加入10mL蒸餾水，再滴入5滴0.05mol·L－1FeCl3溶液、5滴0.15mol·L－1KSCN溶液，用玻璃棒攪拌，使其充分混合，將混合均勻的溶液平均注入a、b、c三支試管中。Fe3+3SCN-Fe(SCN)3（淺黃色）（無色）（紅色）向試管a中滴入5滴

0.05mol·L－1FeCl3溶液，

向試管b中滴入5滴0.15mol·L－1KSCN溶液，觀察并記錄實驗現(xiàn)象，與試管c進(jìn)行對比。完成下表。實驗內(nèi)容向試管a中滴入5滴0.05mol·L－1

FeCl3溶液向試管b中滴入5滴0.15mol·L－1

KSCN溶液實驗現(xiàn)象溶液紅色_____溶液紅色_____結(jié)論加深加深正向在其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度，平衡_____移動

根據(jù)實驗完成下表繼續(xù)向上述兩支試管中分別加入少量鐵粉，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。根據(jù)實驗完成下表。實驗內(nèi)容向試管a中加入少量鐵粉向試管b中加入少量鐵粉實驗現(xiàn)象溶液紅色____溶液紅色____結(jié)論變淺變淺逆向在其他條件不變時，減小反應(yīng)物的濃度，平衡

移動[因為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，c(Fe3＋)減小]2.實驗2：濃度對K2Cr2O7溶液中平衡的影響在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡：

取一支試管，加入2mL0.1mol·L－1K2Cr2O7溶液，然后按下表中的步驟進(jìn)行實驗，觀察溶液顏色的變化，判斷平衡是否發(fā)生移動及移動的方向。實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論(1)向試管中滴加5～10滴

6mol·L－1NaOH溶液(2)向試管中繼續(xù)滴加5～10滴6mol·L－1H2SO4溶液在其他條件不變時，減小生成物的濃度，平衡正向移動溶液變?yōu)槌壬芤鹤優(yōu)辄S色在其他條件不變時，增大生成物的濃度，平衡逆向移動

根據(jù)實驗完成下表。二、溫度對化學(xué)平衡的影響1.實驗三：溫度對CuCl2溶液中平衡的影響

在CuCl2溶液中存在如下平衡：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O

ΔH>0

藍(lán)色

黃色

分別取2mL0.5mol·L－1

CuCl2

溶液加入兩支試管中，將其中的一支試管先加熱，然后置于冷水中，觀察并記錄實驗現(xiàn)象，與另一支試管進(jìn)行對比。完成下表。實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論(1)加熱試管(2)將上述試管置于冷水中黃綠色藍(lán)綠色吸熱放熱溶液變?yōu)開_______在其他條件不變時，升高溫度，平衡向反應(yīng)方向移動在其他條件不變時，降低溫度，平衡向反應(yīng)方向移動溶液由黃綠色變?yōu)開_______

根據(jù)實驗完成下表2.實驗4：溫度對NO2和N2O4混合氣體中平衡的影響NO2和N2O4混合氣體中存在如下平衡：取兩個封裝有NO2和N2O4混合氣體的連體玻璃小球，將它們分別浸在盛有熱水、冷水的透明塑料盒中，比較兩個燒瓶里氣體的顏色。將兩個小球互換位置，稍等片刻，再比較兩個小球里氣體的顏色。完成下表()：（紅棕色）（無色）2NO2N2O4

ΔH=-57KJ·mol-1燒瓶編號12實驗步驟(1)置于熱水(1)置于冷水實驗現(xiàn)象實驗步驟(2)置于冷水(2)置于熱水實驗現(xiàn)象結(jié)論加深由深變淺變淺由淺變深氣體紅棕色氣體顏色

在其他條件不變時，升高溫度，平衡向反應(yīng)方向移動，降低溫度，平衡向方向移動

氣體紅棕色氣體顏色吸熱放熱

根據(jù)實驗完成下表三、實驗反思1.對于反應(yīng)FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,達(dá)到平衡后，加入少量KCl固體，平衡會移動嗎？解釋

該反應(yīng)離子方程式為Fe3++3SCN-

Fe(SCN)3，所以平衡中加入少量KCl固體，溶液中Fe3+、SCN-濃度不變，K+和Cl-不參加反應(yīng)，平衡不移動。對于離子反應(yīng),只有改變實際參加反應(yīng)的離子濃度才對平衡有影響2.向紅色的FeCl3和KSCN混合溶液中,加入少量KOH固體,有何現(xiàn)象發(fā)生?為什么?解釋有紅褐色沉淀生成,且溶液紅色變淺。OH-與Fe3+結(jié)合生成紅褐色Fe(OH)3沉淀,引起平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向左移動,溶液紅色變淺。問題和討論1.在進(jìn)行濃度、溫度對化學(xué)平衡影響的實驗時，應(yīng)注意哪些問題？答案

我們應(yīng)當(dāng)注意變量控制、對照實驗、科學(xué)歸納法等科學(xué)方法的運(yùn)用。2.結(jié)合實驗內(nèi)容，嘗試歸納影響化學(xué)平衡移動的因素。答案

濃度改變：增加反應(yīng)物的濃度，減少生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動；減少反應(yīng)物的濃度，增加生成物的濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動。

溫度改變：升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動。3.在對CuCl2溶液加熱時，你是否觀察到了[CuCl4]2－的黃色？你能說出原因嗎？答案

在對CuCl2溶液加熱時，不能觀察到[CuCl4]2－的黃色，因為加熱時，平衡正向移動，[Cu(H2O)4]2＋有部分轉(zhuǎn)化為[CuCl4]2－，[Cu(H2O)4]2＋顯藍(lán)色，[CuCl4]2－顯黃色，而二者的混合色為黃綠色，所以看不到黃色。4.CuCl2溶液有時呈黃綠色,有時呈藍(lán)綠色,這是因為CuCl2的水溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O

ΔH>0

藍(lán)色黃色現(xiàn)欲使溶液由黃綠色變成藍(lán)綠色,請寫出兩種可采用的方法。(1)

;

(2)

。

答案:(1)降溫(2)加AgNO3溶液解析:欲使溶液由黃綠色變成藍(lán)綠色,即使平衡向逆反應(yīng)方向移動,根據(jù)勒夏特列原理,可采取降溫或加AgNO3溶液的方法。5.放熱反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達(dá)平衡后,若分別采取下列措施:①增大壓強(qiáng)②減小NO2的濃度③增大O2濃度④升高溫度⑤加入催化劑,能使平衡向正反應(yīng)方向移動的是(

)A.①②③B.②③④C.③④⑤ D.①②⑤答案:A

解析:①增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積減小的方向移動,即正向移動。②減小NO2的濃度,平衡向生成NO2的方向移動,即正向移動。③增大O2濃度,平衡向消耗O2的方向移動,即正向移動。④升溫,平衡向吸熱的方向移動,即逆向移動。⑤使用催化劑,平衡不移動。素養(yǎng)目標(biāo)[原理梳理]5.勒夏特列原理:改變影響化學(xué)平衡的一個因素(如溫度、壓強(qiáng)及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度等),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。[實驗探究]一、濃度對化學(xué)平衡的影響1.【微思考1】向FeCl3溶液滴加幾滴KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色。(1)若向上述溶液中滴加較濃的FeCl3溶液或KSCN溶液,溶液的紅色將如何變化?為什么?(2)若向上述溶液中加少量鐵粉,會發(fā)生什么反應(yīng)?上述溶液的紅色如何變化?提示

(1)溶液紅色變深,滴加較濃的FeCl3溶液或KSCN溶液時,c(Fe3+)或c(SCN-)增大,使平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向右移動,Fe(SCN)3濃度增大,溶液紅色變深。(2)發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+===3Fe2+,溶液紅色變淺。2.【微思考2】向K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液,NaOH溶液的作用是什么?向K2Cr2O7溶液中滴加硫酸溶液,又會引起怎樣的變化?提示

K2Cr2O7溶液中存在平衡

+H2O2+2H+,若加入NaOH溶液,OH-中和H+,減小了氫離子濃度,使平衡向右移動,溶液黃色加深。若滴加硫酸溶液,增大了氫離子濃度,使上述平衡左移,溶液橙色加深。二、溫度對化學(xué)平衡的影響1.【微思考1】根據(jù)[Cu(H2O)4]2+(藍(lán)色)+4Cl-[CuCl4]2-(黃色)+4H2O

ΔH>0試討論:(1)將盛有CuCl2溶液的試管加熱,溶液顏色如何變化?(2)將(1)中試管置于冷水中,溶液顏色又會如何變化?提示

(1)加熱時,平衡[Cu(H2O)4]2+(藍(lán)色)+4Cl-[CuCl4]2-(黃色)+4H2O

ΔH>0正向移動,溶液藍(lán)色變淺,黃色加深。(2)將(1)中試管置于冷水中,平衡[Cu(H2O)4]2+(藍(lán)色)+4Cl-[CuCl4]2-(黃色)+4H2O

ΔH>0逆向移動,溶液藍(lán)色變深,黃色變淺。2.【微思考2】將兩個封裝有NO2和N2O4混合氣體的圓底燒瓶分別浸入熱水和冷水中,氣體顏色將如何變化?為什么?提示

浸入熱水中,混合氣體溫度升高,平衡2NO2(紅棕色)N2O4(無色)

ΔH<0逆向移動,二氧化氮的濃度變大,氣體顏色加深。而浸入冷水中,混合氣體溫度降低,平衡正向移動,NO2濃度減小,氣體顏色變淺。[實驗反思]1.實驗注意事項:對于離子反應(yīng),只有改變實際參加反應(yīng)的離子濃度才對平衡有影響,如FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,增加KCl固體的量平衡不移動,因KCl沒有參加離子反應(yīng)。2.【微思考】(1)向紅色的FeCl3和KSCN混合溶液中,加入少量KOH固體,有何現(xiàn)象發(fā)生?為什么?(2)在外界條件對化學(xué)平衡影響的實驗中,我們?nèi)绾闻袛嗷瘜W(xué)平衡狀態(tài)是否發(fā)生了改變?提示

(1)有紅褐色沉淀生成,且溶液紅色變淺。OH-與Fe3+結(jié)合生成紅褐色Fe(OH)3沉淀,引起平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向左移動,溶液紅色變淺。(2)一般根據(jù)平衡時溶液或氣體的顏色是否發(fā)生變化來判斷。

隨堂檢測1.放熱反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡后,若分別采取下列措施:①增大壓強(qiáng)②減小NO2的濃度③增大O2濃度④升高溫度⑤加入催化劑,能使平衡向正反應(yīng)方向移動的是(

)A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①②⑤答案

A解析

①增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積減小的方向移動,即正向移動。②減小NO2的濃度,平衡向生成NO2的方向移動,即正向移動。③增大O2濃度,平衡向消耗O2的方向移動,即正向移動。④升溫,平衡向吸熱的方向移動,即逆向移動。⑤使用催化劑,平衡不移動。2.CuCl2溶液有時呈黃色,有時呈藍(lán)色,這是因為CuCl2的水溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O

ΔH>0藍(lán)色黃色現(xiàn)欲使溶液由黃色變成藍(lán)色,請寫出兩種可采用的方法。(1)

;

(2)

。

答案

(1)降溫(2)加AgNO3溶液解析

欲使溶液由黃色變成藍(lán)色,即使平衡向逆反應(yīng)方向移動,根據(jù)勒夏特列原理,可采取降溫或加AgNO3溶液的方法。3.(2020湖北武漢高二期末)已知化學(xué)反應(yīng)①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其化學(xué)平衡常數(shù)為K1;化學(xué)反應(yīng)②:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g),其化學(xué)平衡常數(shù)為K2,在溫度為973K和1173K的情況下,K1、K2的值分別如下:溫度K1K2973K1.472.381173K2.151.67請?zhí)羁?(1)平衡常數(shù)K1的表達(dá)式為

。

(2)現(xiàn)有反應(yīng)③:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K3,根據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系式為

,據(jù)此關(guān)系式及上表數(shù)據(jù),能推斷出反應(yīng)③是

(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(3)能判斷反應(yīng)③一定處于化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

(填字母)。

A.壓強(qiáng)不隨時間改變B.氣體密度不隨時間改變C.H2的體積分?jǐn)?shù)不隨時間改變D.單位時間內(nèi)生成H2和H2O(g)的物質(zhì)的量相等(4)圖甲、乙分別表示反應(yīng)③在t1時刻達(dá)到平衡,在t2時刻因改變某個條件而發(fā)生變化的情況:①圖甲中t2時刻發(fā)