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- 2021-07-05 发布
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课题3 反应条件对化学平衡的影响
[浙江选考·加试要求]
————————————————————————————————————
1.氯化钴溶液的变色原理。
2.浓度、温度变化对氯化钴溶液平衡体系的影响。
3.不同条件下(酸、碱性)乙酸乙酯水解的速率和程度。
1.通过实验加深对可逆反应的了解和认识、加深对化学平衡移动的理解。
2.学习乙酸乙酯水解反应条件的控制。
3.用实验的方法了解和初步探究温度、浓度、压强等因素对化学平衡的影响。
———————实验要素先知道
1.化学平衡状态
在一定条件下的某个可逆反应,在向一定体积的密闭容器中投入一定量反应物时,反应物的浓度最大。反应开始后,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度则由零开始逐渐增大。因此,反应开始时,v正最大,v逆为零。随着反应的进行,v正逐渐减小,v逆逐渐增大。反应进行到某一时刻,v正=v逆,此时,该可逆反应达到了化学平衡状态。上述可逆反应中,v正、v逆随反应进行的时间(t)的变化情况,可表示如图。
2.化学平衡的移动
化学平衡的移动是由于浓度、温度、压强的变化,使v正≠v逆。当v正>v逆时,平衡向正反应方向移动;当v正<v逆时,平衡向逆反应方向移动。
(1)当增大反应物浓度时,新的正反应速率v′正增大,即v′正>v正,由于生成物的浓度没有变化,在v′正增大的瞬
间,v逆并没有增加,即v′逆=v逆。所以,此时v′正>v′逆,平衡将向正反应方向移动。
(2)当增大平衡体系压强时,混合物由各气体组分的浓度以同等倍数增加,但是,这种气体物质浓度的等倍数增加,不会使正、逆反应速率等倍增加。如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q。所以,增大压强会使平衡向生成三氧化硫的方向移动,也就是向气体体积缩小
13
的方向移动。
反应物与生成物的气体分子数相等,即气体体积相等的反应,如:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),压强变化,并不能使平衡发生移动。
(3)对于正反应方向是放热的平衡体系,升高温度,平衡向逆反应方向移动;正反应方向是吸热的平衡体系,升高温度,平衡向正反应方向移动。如:
2NO2(g)N2O4(g)+57 kJ,
(红棕色) (无色)
升高温度,红棕色变深,说明平衡向逆反应方向移动;降低温度,红棕色变浅,说明平衡向正反应方向移动。
———————实验过程详剖析
[器材与原理]
相关器材
试管、酒精灯、烧杯、三脚架、石棉网、药匙、试管夹、火柴。
相关原理
1.氯化钴溶液的变色原理
在氯化钴溶液中,四氯合钴(Ⅱ)离子与六水合钴(Ⅱ)离子间存在如下平衡:
通过加浓盐酸和加水的方式来改变平衡移动,即通过改变浓度和同离子效应的方式来改变平衡移动。
2.CoCl2水合物呈现不同颜色的机理
由于Co2+的水解能力较弱,CoCl2·6H2O在加热的过程中,它只是逐渐脱水,而不发生水解现象,因此在加热过程中存在CoCl2·6H2O和无水CoCl2转化过程中的颜色变化:
CoCl2的水合过程是放热过程,所以受热平衡朝着脱水方向移动,颜色由粉红色逐渐变为紫色、蓝色。冷却后,蓝色又会逐渐变为紫色、粉红色。
3.乙酸乙酯水解的影响因素
乙酸乙酯的水解是一个可逆反应:CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
在纯水中,即使加热,乙酸乙酯的水解反应也很慢,而酸或碱对它都有催化作用。酸可加速其达到水解平衡,而碱除了起催化作用外,还能与水解产物中的酸起反应
13
,使该反应的平衡向水解方向移动。所以,等量的酯在其他条件一致的情况下,用酸和用碱作催化剂,其水解的效果是不同的。
[实验与拓展]
实验流程
1.稀释酸性CoCl2溶液时的颜色变化
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取一支试管,加入3 mL 0.5 mol·L-1CoCl2溶液,再慢慢滴加6 mL浓盐酸,同时观察现象
慢慢滴入浓盐酸时,溶液颜色由粉红色→紫色→蓝紫色→蓝色
慢慢滴入浓盐酸时,Cl-浓度逐渐增大,平衡向生成[CoCl4]2-的方向移动
②将上述溶液等分成两份,向一支试管中慢慢加入3 mL蒸馏水,对比溶液颜色变化
加水稀释时,溶液颜色由蓝色→蓝紫色→紫色→粉红色
加蒸馏水稀释时,平衡向生成[Co(H2O)6]2+的方向移动
2.加热CoCl2溶液时的颜色变化
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取一支试管,加入3 mL 95%乙醇溶液、2~3小粒CoCl2·6H2O,振荡溶解,再慢慢加蒸馏水至恰好呈粉红色
CoCl2·6H2O溶于乙醇时呈蓝色,加水时溶液颜色由蓝色→粉红色
加蒸馏水稀释时,平衡向生成[Co(H2O)6]2+的方向移动
②用酒精灯加热①中所得溶液,再冷却,观察颜色变化
加热时,溶液颜色由粉红色→紫色→蓝色,冷却时,溶液颜色又从蓝色→紫色→粉红色
随着温度升高,CoCl2·6H2O逐渐失去结晶水。冷却时,CoCl2又结合结晶水转化成CoCl2·6H2O
3.不同条件下乙酸乙酯的水解
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取三支试管,编为1、2、3号,分别注入4 mL蒸馏水、4 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液、4 mL 4 mol·L-1 NaOH溶液。在试管1、2中各滴加2滴甲基橙,试管3中滴加2
三支试管都产生分层现象。下层是水溶液,分别显橙色、红色和蓝色
乙酸乙酯不溶于水,密度比水小,浮于水面上。甲基橙、石蕊等酸碱指示剂在酸或碱溶液中发生颜色变化
13
滴紫色石蕊。再分别加入2 mL乙酸乙酯
②将①中三支试管同时插入约75 ℃水浴中,加热约5 min。观察比较酯层厚度变化(加热过程不振荡)
试管1无明显变化,试管2、3中油层减少,试管3中油层减少幅度较大
无酸、碱作催化剂时,乙酸乙酯的水解很慢,酸、碱性条件下可促进水解平衡向正反应方向移动,其中碱性条件更利于酯的水解
对点集训
1.对滴有酚酞溶液的下列溶液,操作后颜色变深的是( )
A.明矾溶液加热
B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体
D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
解析:选B 明矾溶液加热使水解程度增大,酸性增强,酚酞溶液不变色,A项不符合题意;CH3COONa水解溶液显碱性,使酚酞溶液显红色,加热使水解程度增大,酚酞溶液颜色加深,B项符合题意;氨水中存在电离平衡NH3·H2ONH+OH-,加入NH4Cl,使平衡左移,溶液颜色变浅,C项不符合题意;NaCl不水解,对颜色无影响,D项不符合题意。
2.某温度下,有反应H2(g)+I2(g)2HI(g);正反应为放热反应,在带有活塞的密闭容器中达到平衡。下列说法中正确的是( )
A.体积不变,升温,正反应速率减小
B.温度、压强均不变,充入HI气体,开始时正反应速率增大
C.温度不变,压缩气体的体积,平衡不移动,颜色加深
D.体积、温度不变,充入氮气后,正反应速率将增大
解析:选C 升高温度,正、逆反应速率都加快;该反应属于气体体积不变的反应,增大压强或压缩体积,平衡不移 动,但其中物质的浓度增大,因为I2(g)的存在,颜色加深;温度、压强均不变,充入HI气体,则容器的体积增大,反应物浓度减小,开始时正反应速率减小。
3.从植物花中提取一种有机物,可用简化式HIn表示,在水溶液中因存在下列电离平衡:HIn(溶液红色)H+(溶液)+In-(溶液黄色),故可用作酸碱指示剂。在该水溶液中加入下列物质,能使该指示剂显黄色的是( )
A.盐酸 B.碳酸钠溶液
C.氯化钠溶液 D.过氧化钠
解析:选B 使指示剂显黄色说明平衡向右移动,即必须使c(In-)增大,应加入能与H+反应的物质,B项符合题意。而D项中过氧化钠具有强氧化性,能使有机色质褪色。
13
4.反应A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0,达到平衡后,将气体混合物的温度降低。下列叙述中正确的是( )
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
解析:选C 题目提供的是一个正反应方向放热的化学反应,所以降低温度,平衡向正反应方向移动;而温度降低,正、逆反应速率都减小。
5.酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。请根据要求回答下列问题:
(1)试管a中需加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2 mL,正确的加入顺序及操作是________________________________________________________________________。
(2)为防止a中的液体在实验时发生暴沸,在加热前应采取的措施是_____________。
(3)实验中加热试管a的目的是:①_______________________________________;
②________________________________________________________________________。
(4)此反应以浓硫酸为催化剂,可能会造成__________、________________等问题。
(5)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。
同一反应时间
同一反应温度
反应温度/℃
转化率/%
选择性/%
反应时间/h
转化率/%
选择性/%
40
77.8
100
2
80.2
100
60
92.3
100
3
87.8
100
80
92.6
100
4
92.3
100
120
94.5
98.7
6
93.0
100
选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水
①根据表中数据,下列________(填字母)为该反应的最佳条件。
A.120 ℃,4 h B.80 ℃,2 h
C.60 ℃,4 h D.40 ℃,3 h
13
②当反应温度达到120 ℃时,反应选择性降低的原因可能为__________________。
解析:(1)液体混合一般应将密度大的液体加入到密度小的液体中。(2)加沸石或碎瓷片可防止液体暴沸。(3)该酯化反应为可逆反应,升温可加快反应速率。及时将乙酸乙酯蒸出,减小生成物浓度,使平衡向正反应方向移动,有利于乙酸乙酯的生成。(4)从催化剂重复利用、产物的污染、原料被炭化角度分析。(5)①从表中数据综合分析,升高温度转化率提高,但120 ℃时催化剂的选择性差,60 ℃和80 ℃时的转化率相差不大,60 ℃为适宜温度,反应时间长,转化率提高,但4~6小时转化率提高不明显,可选C;②发生了副反应,有可能是乙醇脱水生成了乙醚。
答案:(1)先加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,再加入冰醋酸
(2)在试管a中加入几粒沸石(或碎瓷片)
(3)加快反应速率 及时将产物乙酸乙酯蒸出,以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
(4)产生大量的酸性废液(或造成环境污染) 部分原料炭化 催化剂重复使用困难 催化效果不理想(任填两种)
(5)①C ②乙醇脱水生成了乙醚
拓展实验
淀粉与碘显色现象的探究
1.实验原理
(1)I-含量对显色的影响
I-浓度不低于10-4 mol·L-1,碘与淀粉才会显色,I-浓度越高,显色灵敏度越高。I2在水中产生微弱水解:I2+H2OHI+HIO。
(2)I2浓度的影响
当I-存在时,常温下,只要I2浓度不低于1.7×10-4 mol·L-1即能显色。(碘显色的极限为10-7g·mL-1)
(3)淀粉溶液浓度的影响
当淀粉溶液的浓度在十万分之五左右即形成浅蓝色。
(4)温度对显色的影响
当温度升高时,显色灵敏度会下降。温度高于50 ℃时,看不到显色,温度越高褪色越快,停止加热后重显蓝色的时间也越长。
(5)pH的影响
淀粉在强酸中会水解,产生糊精等,糊精与I2作用显红色,因而在酸性环境中该显色反应呈蓝紫色;在强碱溶液中碘歧化反应生成次碘酸盐和碘化物,因而不显色。
I2+2OH-===IO-+I-+H2O
弱酸中单质碘有极微弱的水解,故酸性条件下有利于显色。
I2+H2OH++I-+HIO(Kc=2×10-13)
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(6)醇的影响
醇浓度小于50%时显蓝色,大于50%时显蓝紫色。在无水乙醇中不立即显色,在空气中放置5 min后才显紫色。乙醇含量越高,显色灵敏度越小。
(7)淀粉新鲜程度的影响
淀粉越新鲜显色越灵敏。淀粉溶液存放时间越长,呈紫色越明显。
(8)淀粉结构对显色的影响
直链淀粉与碘作用显蓝色,支链淀粉与碘作用显紫色。实验室常用直链淀粉。
2.相关问题
(2016·温州八校联考)淀粉水解的产物(C6H12O6)用硝酸氧化可以制备草酸,装置如图1所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去):
实验过程如下:①将1∶1的淀粉水乳液与少许硫酸(98%)加入烧杯中,水浴加热至85 ℃~90 ℃,保持30 min,然后逐渐将温度降至60 ℃左右;②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中;③控制反应液温度在55~60 ℃条件下,边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65%HNO3、98%H2SO4的质量比为2∶1.5)溶液;④反应3 h左右,冷却,过滤后再重结晶得草酸晶体。硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应:
C6H12O6+12HNO3―→
3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3―→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3―→6CO2+2NO↑+4H2O
请回答下列问题:
(1)实验①加入98%硫酸少许的目的是:________。
(2)冷凝水从a口进入,但实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产量下降,其原因是________________________________________________________________________。
(3)检验淀粉是否水解完全所用的试剂为________。
(4)当尾气中n(NO2)∶n(NO)=1∶1时,过量的NaOH溶液能将NOx全部吸收,发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
13
(5)将产品在恒温箱内约90 ℃以下烘干至恒重,得到二水合草酸。用KMnO4标准溶液滴定,该反应的离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O称取该样品0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),此时滴定终点的现象为________________。滴定前后滴定管中的液面读数如图2所示,则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为________。
解析:(1)浓硫酸具有强氧化性、吸水性和脱水性,本题实验是将C6H12O6用硝酸氧化可以制备草酸,浓硫酸作催化剂且浓硫酸吸水有利于向生成草酸的方向移动;(2)混酸为65%HNO3与98%H2SO4的混合液,混合液溶于水放热,温度高能加快化学反应,硝酸能进一步氧化H2C2O4成二氧化碳;(3)淀粉遇碘变蓝色,在已经水解的淀粉溶液中滴加几滴碘液,溶液显蓝色,则证明淀粉没有完全水解;溶液若不显色,则证明淀粉完全水解;(4)当尾气中n(NO2)∶n(NO)=1∶1时,过量的NaOH溶液能将NOx全部吸收,反应生成亚硝酸钠和水,反应的化学方程式为NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O;(5)高锰酸钾溶液为紫红色,当达到滴定终点时,再滴入高锰酸钾溶液时,淡紫色不再褪去,溶液颜色由无色变为紫红色(或淡紫色),且半分钟内不褪色证明反应达到终点,草酸钠(Na2C2O4)溶于稀硫酸中,然后用酸性高锰酸钾溶液进行滴定,离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,n(KMnO4)=0.016 L×0.020 0 mol·L-1=3.2×10-3 mol,根据方程式可得:
2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。
2 5
3.2×10-3 mol 8×10-3 mol
样品中二水合草酸的质量m=8×10-3 mol×126 g·mol-1=8×126×10-3 g=1.008 g,则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为×100%=84%。
答案:(1)加快淀粉水解的速率
(2)温度过高,硝酸浓度过大,导致H2C2O4进一步被氧化
(3)碘水
(4)NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
(5)溶液颜色由无色变为紫红色(或淡紫色),且半分钟内不褪色 84%
———————课后检测与提能
1.可逆反应达到平衡的重要特征是( )
A.反应停止了
B.正、逆反应的速率均为零
C.正、逆反应都还在继续进行
D.正、逆反应的速率相等
13
解析:选D 非平衡状态的正、逆反应也都在继续进行,所以正、逆反应都还在继续进行不是达到平衡的特征,达到平衡的特征应是正、逆反应的速率相等。
2.在乙酸乙酯中分别加入等体积的下列试剂,乙酸乙酯水解程度最大的是( )
A.2 mol·L-1 H2SO4溶液
B.2 mol·L-1 NaOH溶液
C.蒸馏水
D.4 mol·L-1 CH3COOH溶液
解析:选B 乙酸乙酯水解时存在如下平衡:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+CH3CH2OH,NaOH和生成的CH3COOH反应使乙酸乙酯的水解平衡正向移动,所以选用NaOH时乙酸乙酯的水解程度最大。
3.对于平衡CO2(g) CO2(aq) ΔH=-19.75 kJ·mol-1,为增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应采用的方法是( )
A.升温增压 B.降温减压
C.升温减压 D.降温增压
解析:选D 增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应使平衡向正向移动,而正向气体体积减小同时放热,因此可以降低温度,同时还可增大压强。
4.反应2A(g)+B(g)2C(g) ΔH>0。下列反应有利于生成C的是( )
A.低温、低压 B.低温、高压
C.高温、高压 D.高温、低压
解析:选C 由ΔH>0可知该反应为吸热反应,此反应还是气体分子数减小的反应。因此,升高温度、增大压强会使平衡向生成C的方向移动。
5.一定温度下,在一固定容积的密闭容器中发生反应:2NO2(g)N2O4(g),达平衡时,再向容器内通入一定量的NO2,重新达到平衡后,与第一次平衡相比,NO2的体积分数( )
A.不变 B.增大
C.减小 D.无法判断
解析:选C 可以假设原来在容积为1 L的容器中通入了1 mol NO2,达平衡后NO2%=a,然后又通入1 mol NO2,具体过程假设如下:
6.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:
13
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强 B.降低温度
C.增大CO的浓度 D.更换催化剂
解析:选B 选项A,该反应为反应前后气体分子数相等的反应,压强对CO的转化率无影响;选项B,该反应为放热反应,降低温度有利于化学平衡向右移动,提高CO的转化率;增大CO的浓度会降低CO的转化率;选项D,更换催化剂不能使化学平衡发生移动。
7.对已达化学平衡的反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是( )
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
解析:选C 减小压强,气体体积增大,反应物和生成物的浓度都减小,正、逆反应速率都减小,正反应是气体体积减小的反应,平衡应向气体体积增大的方向移动。
8.K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
解析:选D 滴加70%的硫酸,增大了H+的浓度,使平衡Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+向左移动,因此①中溶液橙色加深,当滴加30%的NaOH溶液时,中和了H+,使上述平衡右移,因此③中溶液变黄;②中Cr2O被C2H5OH还原,所以颜色变为绿色;根据实验①②可知,在酸性条件下,K2Cr2O7将C2H5OH氧化,根据实验③④可知,在碱性条件下,Cr2O和C2H5OH没有反应;若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,Cr2O的氧化性增强,Cr2O被C2H5OH还原,溶液变为绿色。
9.某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0,反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表所示。
13
实验
序号
浓度
0
10
20
30
40
50
60
1
800 ℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800 ℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800 ℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820 ℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1中,反应在10~20 min时间内A的平均反应速率为________ mol·L-1·min-1。
(2)在实验2中,A的初始浓度c2=________ mol·L-1,反应经20 min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是_______________________________________________。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3________v1(填“>”“=”或“<”),且c3________1.0 mol·L-1(填“>”“=”或“<”)。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。理由是________________________________________________________________________。
解析:(1)根据反应速率公式v(A)===0.013 mol·L-1·min-1。
(2)由于实验1、2达到的平衡状态相同,则相同外界条件下,只有A的初始浓度相同,才能达此结果。故c2=1.0 mol·L-1。由于A的起始浓度、平衡转化率都相同,但实验2达到平衡所需时间比实验1短,即反应速率快。从影响反应速率的因素:浓度(已相同)、压强(已相同)、温度(已相同)、催化剂(能提高反应速率,但不能改变转化率)等分析,可推测实验2中使用了催化剂。
(3)实验1、3,反应温度相同,而达到平衡时A的浓度不同,并且实验3比实验1大。所以c3>1.0 mol·L-1,由表中数据对比可知v3>v1。
(4)在A的起始浓度相同时,升高温度,A的平衡浓度下降,说明平衡向正反应方向移动。故该反应的正反应是吸热反应。
答案:(1)0.013
(2)1.0 使用催化剂
(3)> >
(4)吸热 在A的起始浓度相同时,升高温度,A的平衡浓度下降,说明平衡向正反应方向移动,故该反应是吸热反应
10
13
.对于已达平衡的可逆反应,当其他条件不变时,改变反应物或生成物的浓度会对化学平衡有何影响?
[猜想与假设]
假设1:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增加反应物浓度,使平衡向正反应方向移动。
假设2:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增加反应物浓度,使平衡向逆反应方向移动。
假设3:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增加生成物浓度,使平衡向逆反应方向移动。
假设4:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增加生成物浓度,使平衡向正反应方向移动。
[设计和实施方案]
在已反应平衡的FeCl3和KSCN的混合液中,分别加入:①FeCl3溶液 ②KSCN溶液 ③KCl固体 ④NaF溶液
实验用品:
仪器:烧杯、玻璃棒、胶头滴管
试剂:FeCl3 (aq)(0.01 mol·L-1,1.0 mol·L-1),KSCN (aq)(0.01 mol·L-1,1.0 mol·L-1),KCl(s),NaF(aq)(1.0 mol·L-1)。
实验步骤:
Ⅰ.往250 mL烧杯中加入100 mL蒸馏水,然后加入10 mL 0.01 mol·L-1 FeCl3溶液,再加入10 mL 0.01 mol·L-1 KSCN溶液,溶液由黄色变成橙红色。
Ⅱ.取5支试管,编号分别为1,2,3,4,5,然后各取步骤(1)中FeCl3和KSCN的混合溶液4 mL加到5支试管中。往1号试管滴加2~3滴1.0 mol·L-1 FeCl3溶液,振荡,观察现象;往2号试管滴加2~3滴1.0 mol·L-1 KSCN溶液,振荡,观察现象;往3号试管中加入少量KCl固体,振荡,观察现象;往4号试管中滴加2~3滴1.0 mol·L-1 NaF溶液,振荡,观察现象。
根据你所学的内容完成下列表格,并回答有关问题。
FeCl3与KSCN溶液反应
编号
混合溶液颜色
滴加的溶液
溶液颜色的变化
平衡移动的方向
1
橙红色
FeCl3
①颜色________了,由橙红色变成了______色
③向____移动
2
橙红色
KSCN
②颜色________了,由橙红色变成了______色
④向____移动
13
3
橙红色
KCl
颜色变浅了,由橙红色变成了黄色
⑤向____移动
4
橙红色
NaF
颜色变浅了,由橙红色变成了无色
⑥向____移动
5
橙红色
-
橙红色
不移动
(1)由①②现象说明假设________成立,假设________不成立。
(2)根据Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入KCl固体,颜色不应该有变化,但现象却是变浅了,请你分析变浅的可能原因是_____________________________________________。
(3)根据“4”号试管中的现象,分析在4号试管中发生的变化是________,说明了________________________________________________________________________
(从改变浓度影响平衡移动角度回答)。
解析:对于反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,其实质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。向混合溶液中滴加FeCl3溶液和KSCN溶液时,增大了Fe3+和SCN-的浓度,平衡向右移动,溶液颜色变成红色。加KCl固体时,颜色变浅,没有了水的影响,可能是Cl-与Fe3+反应生成了配离子,使Fe3+浓度减小。滴加NaF溶液时,橙红色变成无色,说明F-破坏了Fe(SCN)3,可能与Fe3+形成了无色的且比Fe(SCN)3更稳定的化合物。
答案:①加深 红 ②加深 红 ③右 ④右 ⑤左 ⑥左 (1)1 2 (2)Fe3+与Cl-形成配离子,使Fe3+浓度减小,平衡向左移动 (3)F-与Fe3+形成了无色的且比Fe(SCN)3稳定的化合物(配合物) 减小反应物的浓度会使平衡向逆反应方向移动
13
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