选择性必修1 化学反应原理 · 人教版
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44 化学平衡_第3课时

免费读1257字2024-07-22

  老师:同学们大家好,我是来自北京市第八中学的张蝶老师。今天我们一起来继续学习化学平衡的相关内容。在前面的学习中,同学们根据表格中的数据计算了该条件下合成氨反应达到化学平衡时,氢气的转化率为40%,如何进一步提高?由于平衡时的转化率是该条件下反应物能达到的最大转化率,想要提高就必须要改变反应的化学平衡状态。如何改变化学平衡状态?根据上一节课所学,可逆反应达到化学平衡状态时,浓度伤等于该温度下的化学平衡常数。如果改变反应条件,使浓度商不等于该温度下的化学平衡常数,化学平衡状态就会被改变,各物质的浓度也会随之发生变化,直到达到新的平衡状态。该条件下的浓度商与平衡常数再次相等。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。

  老师:改变哪些条件可以使浓度商不等于化学平衡常数?由于浓度伤只与浓度有关,平衡常数值与温度有关。同学们从两个路径找到了改变的方法,一是改变浓度,使浓度伤改变而平衡常数不变。二是改变温度,使平衡常数改变而浓度伤不变。我们改变化学平衡状态的出发点是让反应能向我们希望的方向进行。因此,我们还需要了解条件的改变会使化学平衡向哪个方向移动。

  老师:回忆上一节课所学,可以通过比较浓度熵与该温度下的平衡常数的大小来判断化学平衡移动的方向。下面我们首先来研究浓度对化学平衡的影响。请同学们思考,若其他条件不变,仅增加反应物的浓度,化学平衡状态会如何移动?我们首先用浓度熵进行理论分析,反应物浓度增大。浓度熵表达式中,分母增大,浓度熵减小,使得浓度熵小于该温度下的化学平衡常数。反应不再平衡,浓度伤需要增大,所以分子上的生成物的浓度要增大,分母上反应物的浓度要减小。因此,化学平衡要向正反应方向移动,最终使得浓度商等于该温度下的平衡常数。若其他条件不变,仅减小反应物的浓度,化学平衡如何移动?同样,根据浓度商的表达式,反应物浓度减小,分母减小,浓度伤变大,使得浓度伤大于该温度下的平衡常数,反应不再平衡,浓度伤需要减小。所以分子上的生成物的浓度要减小,分母上反应物的浓度要增大,化学平衡要向逆反应方向移动,最终使得浓度商等于平衡常数。同样的方法,同学们还可以自己分析单一生成物浓度的变化对化学平衡的影响。下面我们通过化学实验来进行验证。

  老师:请同学们想一想如何选择研究体系?首先必须选择一个可逆反应,在该体系中必须包含所要研究的变量,然后要便于操作,现象明显。由于影响化学平衡移动的因素有多种,对于多变量问题的研究,我们常常采用变量控制的方法进行实验,我们选择方便用浓度表示物质含量的溶液体系,将现象明显的三价铁离子与硫氢根离子反应,生成硫氰化铁的可逆反应作为研究对象,在实验中控制温度等其他因素不变,只改变一种物质的浓度。

  老师:那么如何增加反应物的浓度?同学们想到了实验方案,可以在原平衡体系中低加饱和的氯化铁溶液或高浓度的硫氰化钾溶液。如何减小

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