化学 人教版选择性必修1第二章 第二节 第4课时 温度催化剂对化学平衡移动的影响.docx

1、化学 人教版选择性必修1第二章 第二节 第4课时 温度催化剂对化学平衡移动的影响第4课时温度、催化剂对化学平衡移动的影响核心素养发展目标1.变化观念与平衡思想：从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度、催化剂改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。2.证据推理与模型认知：通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。一、温度、催化剂对化学平衡移动的影响1温度对化学平衡移动的影响(1)实验探究温度对化学平衡移动的影响按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表：实验原理 H56.9 kJmol1实验步骤实验现

2、象热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅实验结论混合气体受热颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动(2)温度对化学平衡移动的影响规律任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。当其他条件不变时：温度升高，平衡向吸热反应方向移动；温度降低，平衡向放热反应方向移动。(3)用vt图像分析温度对化学平衡移动的影响已知反应：mA(g)nB(g) pC(g)H0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示。t1时刻，升高温度，v正、v逆均增大，但吸

3、热反应方向的v逆增大幅度大，则v逆v正，平衡逆向移动。t1时刻，降低温度，v正、v逆均减小，但吸热反应方向的v逆减小幅度大。则v正v逆，平衡正向移动。2催化剂对化学平衡的影响(1)催化剂对化学平衡的影响规律当其他条件不变时：催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。(2)用vt图像分析催化剂对化学平衡的影响t1时刻，加入催化剂，v正、v逆同等倍数增大，则v正v逆，平衡不移动。提醒一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也使用负催化剂，减慢反应速率。用速率分析化学平衡移动的一般思路(1)温度可以影响任意可逆反应的化学

4、平衡状态()(2)催化剂能加快反应速率，提高单位时间内的产量，也能提高反应物的转化率()(3)升高温度，反应速率加快，化学平衡正向移动()(4)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低()(5)对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大()(6)升高温度，化学平衡常数增大()(7)平衡移动，平衡常数不一定改变，但平衡常数改变，平衡一定发生移动()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)1反应：A(g)3B(g) 2C(g)H0，达平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙述中正确的是()A正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向右移动B正反应速率减小，逆反应速率增

5、大，平衡向左移动C正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向右移动D正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向左移动答案C解析降低温度，v正、v逆均减小，平衡向放热反应方向移动，即平衡正向移动。2改变温度可以使化学平衡发生移动，化学平衡常数也会发生改变，通过分析以下两个反应，总结出温度对化学平衡常数的影响规律。(1)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)化学平衡常数K1_，升温化学平衡逆向移动，K1_(填“增大”或“减小”，下同)，H_0(填“”或“”，下同)。(2)CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)化学平衡常数K2_，升温化学平衡正向移动，K2_，H_0。答案(1)减小3在一定体积的密闭容器

6、中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：t/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)c(H2)5c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为_。(3)在1 200 时，某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 molL1、2 molL1、4 molL1、4 molL1，则此时上述反应的平衡_(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。答案(1)吸热(2)70

7、0 (3)向逆反应方向解析(1)根据题干中的表格可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐增大，说明正反应为吸热反应。(2)某温度下，各物质的平衡浓度有如下关系3c(CO2)c(H2)5c(CO)c(H2O)，根据该反应的平衡常数表达式K可知，K0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应温度为700 。(3)1 200 时，Q，将各物质的浓度代入可得Q4，而此温度下的平衡常数为2.6，即QK，所以平衡向逆反应方向移动。 化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度K值越大，该反应进行得越完全，反应物的转化率越大；反之，就越不完全，转化率越小。(2)判断反应的热效应升高温度：K值

8、增大正反应为吸热反应；K值减小正反应为放热反应。降低温度：K值增大正反应为放热反应；K值减小正反应为吸热反应。(3)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向当QK时，反应处于平衡状态；当QK时，反应向正反应方向进行；当QK时，反应向逆反应方向进行。二、勒夏特列原理1定义如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。简单记忆：改变减弱这种改变。2适用范围(1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。(2)勒夏特列原理只适用于判断

9、“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。(1)对于可逆反应，升高温度，若v正增大，则v逆减小，平衡正向移动()(2)勒夏特列原理适用于所有的动态平衡()(3)其他条件不变，若增大某反应物的浓度，则平衡向减少该物质浓度的方向移动，最终该物质的浓度减小()(4)光照时，氯水颜色变浅，可用勒夏特列原理解释()答案(1)(2)(3)(4)1已知：CO(g)NO2(g) CO2(g)NO(g)在一定条件下达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变

10、浅，下列关于该反应的说法正确的是_(填字母)。A该反应为放热反应B降温后CO的浓度增大C降温后NO2的转化率增大D降温后NO的体积分数增大E增大压强混合气体的颜色不变F恒容时，通入He气体，混合气体颜色不变G恒压时，通入He气体，混合气体颜色不变答案ACDF2在一密闭容器中发生反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0，在某一时刻达到平衡，测得c(N2)1 molL1，容器内压强为p，温度为T。(1)再向容器中通入N2，使其浓度变为2 molL1，并保持容积不变，再次达到平衡时c(N2)的范围是_。(2)缩小体积至平衡时的一半，并保持温度不变，再次达到平衡时压强p的范围是_。(3)迅速升

11、温至T1，并保持容积不变，且不与外界进行热交换，再次达到平衡时，温度T的范围是_。答案(1)1 molL1c(N2)2 molL1(2)pp2p(3)TTT1特别提醒平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，但不能完全“消除”这种改变。可概括为“外变大于内变”。3下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是_(填字母)。A溴水中存在如下平衡：Br2H2O HBrHBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅B对2H2O2 2H2OO2的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率C反应：CONO2 CO2NOH0，升高温度，平衡向逆反应方向移动D合成氨反应：N23H2 2NH3H0，为使氨的产率提高，理论上应

12、采取低温高压的措施EH2(g)I2(g) 2HI(g)，缩小体积加压颜色加深答案BE解析催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响。勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释，常见的有：(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。随堂演练知识落实1对于反应：2A(g)B(g) 2C(g)H0，当温度升高时，平衡向逆反应方向移动，其原因是()A正反应速率增大，

13、逆反应速率减小B逆反应速率增大，正反应速率减小C正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度D正、逆反应速率均增大，而且增大的程度一样答案C解析升高温度，正、逆反应速率均增大，但是两者增大的程度不一样，所以升高温度后，正、逆反应速率不再相等，化学平衡发生移动。当逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度时，平衡向逆反应方向移动。2下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小B加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3C可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨D增大压强，有利于SO2与O2反应生成SO3答案B3(2020济南高二质检)只改变

14、一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是()AK值不变，平衡可能移动BK值变化，平衡一定移动C平衡移动，K值可能不变D平衡移动，K值一定变化答案D解析平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡也可能发生移动，则K值不变，平衡可能移动，A正确；K值变化，说明反应的温度一定发生了变化，因此平衡一定移动，B正确；平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确；平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，D错误。4在高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数K。恒容时，升高温度，H2浓度减小。下列说法正确的是()A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反

15、应速率减小D该反应的化学方程式为CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)答案A解析因为K，所以化学方程式为CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)。由升温，H2浓度减小知，升温平衡右移，所以正向吸热，即H0。5在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)C(s)2CO(g)H0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。(1)增加C(s)，则平衡_(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”，下同)，c(CO2)_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。(2)保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡_，c(CO2)_。(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He，则平衡_，c(

16、CO2)_。(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡_，c(CO)_。答案(1)不移动不变(2)正向移动减小(3)不移动不变(4)正向移动增大解析(1)C为固体，增加C的量，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。(2)增大反应容器的容积，即减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，c(CO2)减小。(3)通入He，但容积和温度不变，平衡不会发生移动，c(CO2)不变。(4)容积不变，升高温度，平衡向吸热方向移动，c(CO)增大。一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1已知反应：2NO2(g) N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用弹簧夹夹住橡皮管，

17、把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是()A上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快B上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大C上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变D反应2NO2(g) N2O4(g)的逆反应为放热反应答案D解析升高温度，正、逆反应速率都增大，A项正确；B烧瓶内气体颜色变浅，说明平衡向生成N2O4的方向移动，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大，B项正确；容器的容积不变，混合气体的质量不变，A、B烧瓶内气体密度都不变，C项正确；放在热水中的

18、A烧瓶内气体颜色变深，放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅，说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动，降低温度平衡向生成N2O4的方向移动，故反应2NO2(g) N2O4(g)的正反应为放热反应，D项错误。2在一密闭容器中，发生可逆反应：3A(g) 3BC(正反应为吸热反应)，平衡时，升高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断中正确的是()AB和C可能都是固体BB和C一定都是气体C若C为固体，则B一定是气体DB和C不可能都是气体答案C解析正反应吸热，升温，平衡右移。若B、C都为固体，则气体的相对分子质量不变，故A错误；若C为固体，B为气体，平衡右移，气体的总质量减小，总物质的量不变，气

19、体的平均相对分子质量减小，故B错误、C正确；若B、C都是气体，平衡右移，气体的总质量不变，总物质的量增加，则平均相对分子质量减小，故D错误。3将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应：H2(g)Br2(g) 2HBr(g)Hb BabCab。4在一定条件下，可逆反应达到化学平衡：I2(g)H2(g) 2HI(g)(正反应是放热反应)。要使混合气体的颜色加深，可以采取的方法是()A降低温度 B增大H2的浓度C减小容器体积 D增大容器体积答案C解析降低温度，平衡正向移动，混合气体颜色变浅，A项错误；增大H2的浓度，平衡正向移动，c(I2)减小，混合气体颜色变浅，B项错误；减小容器

20、体积相当于增大压强，平衡不移动，但c(I2)增大，气体颜色加深，C项正确；增大容器体积，c(I2)减小，气体颜色变浅，D项错误。5COCl2(g) CO(g)Cl2(g)H0。当反应达到平衡时，下列能提高COCl2转化率的措施是()升温恒容通入惰性气体增加CO的浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体A B C D答案B解析该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。6在水溶液中存在反应：Ag(aq)Fe2(aq) Ag(s)Fe3(aq)H0，反应达到平衡时，下列说法

21、不正确的是()A若缩小容器的体积，则容器中气体的颜色先变深后又变浅，且比原平衡颜色深B若压强不变，向容器中再加入一定量的N2O4，再次达到平衡时各种物质的百分含量不变C若体积不变，向容器中再加入一定量的N2O4，相对于原平衡，平衡向正反应方向移动，再次平衡时N2O4的转化率将升高D若体积不变，升高温度，再次平衡时体系颜色加深答案C解析缩小容器体积，NO2的浓度变大，颜色加深，平衡向左移动使混合气体颜色又变浅，但依据“减弱不消除”可知，新平衡时NO2的浓度仍比原平衡大，即气体颜色比原平衡深；若压强不变，再充入N2O4气体，容器体积变大，达到新平衡与原平衡等效，因此新平衡时各物质的百分含量不变；若

22、体积不变，向容器中再加入一定量的N2O4，则相对于原平衡，平衡向逆反应方向移动，再次平衡时N2O4的转化率将降低；若体积不变，升温，平衡正向移动，再次平衡时体系中NO2的浓度增大，气体颜色加深。8(2019牡丹江第一高级中学高二月考)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()工业合成氨，反应条件选择高温实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率硫酸工业中，增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率A BC D答案C解析工业合成氨的反应为放热反应，升高温度，平衡左移，不利于氨气的生成，不能用勒夏特列原理解释；氯气溶于水的反应是一个可逆反应：Cl2H2O HClHClO

23、，因为饱和食盐水中含有大量的氯离子，相当于在氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，可以用勒夏特列原理解释；催化剂不影响平衡移动，只能加快化学反应速率，所以不能用勒夏特列原理解释；增大反应物O2的浓度，平衡向正反应方向移动，能增大SO2的转化率，可以用勒夏特列原理解释。综上所述，C项符合题意。9(2019山东潍坊期中)对于反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0已达平衡，在其他条件不变的情况下，如果分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生的影响与图像不相符的是()答案C解析改变温度会使v正、v逆都发生“突变”且升温向吸热反应方向移动，即逆

24、向移动， v逆v正。二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。10.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq) I(aq)，某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是()A温度为T1时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡正向移动BI2(aq)I(aq) I(aq)的H0C若T1时，反应进行到状态d时，一定有v正v逆D状态a与状态b相比，状态b时I2的转化率更高答案BD解析加入KI固体，c(I)增大，平衡正向移动，A项正确；由图可知，温度越高，c(I)越小，则升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，H0，

25、B项错误；T1时，反应进行到状态d时，c(I)小于平衡时浓度，则平衡向正反应方向移动，则一定有v正v逆，C项正确；a、b均为平衡点，a点温度低，该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，则状态a时I2的转化率更高，D项错误。11(2020郑州高二检测)N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生以下反应：2N2O5(g) 4NO2(g)O2(g)H0。T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：时间/s05001 0001 500c(N2O5)/molL15.003.522.502.50下列说法中不正确的是()A500 s内，N2O5的分解速率为2.96103 molL1s1B

26、T1温度下的平衡常数K1125，平衡时N2O5的转化率为50%CT1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1T2，则K1K2；D项，达到平衡后，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的，相当于增大压强，平衡向左移动，则c(N2O5)5.00 molL1。12(2019山东潍坊期中)关节炎首次发作一般在寒冷季节，原因是关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)，易诱发关节疼痛，其化学机理是：HUr(aq)H2O(l) Ur(aq)H3O(aq)Ur(aq)Na(aq) NaUr(s)H。下列叙述错误的是()A降低温度，反应平衡正向移动B反应正方向是吸热反应C降低关节滑液中HUr及Na含量是治疗方法之一D关节保暖可以缓解疼痛，原理是平衡逆向移动答案B13下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是()A夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体B浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体C压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深D将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅答案C解析A