溫度催化劑對化學平衡的影響

第3課時溫度、催化劑對化學平衡的影響2020年下學期長沙市第十一中學高一化學2020年下學期長沙市第十一中學高一化學學習目標1理解溫度對化學平衡的影響2理解催化劑對化學平衡的影響3能運用化學平衡移動原理解釋相關(guān)化學問題一、溫度對化學平衡的影響原理：2NO2gN2O4gΔH=-569J·mol-1紅棕色無色2020年下學期長沙市第十一中學高一化學現(xiàn)象：熱水中混合氣體的顏色_____；冰水中混合氣體的顏色_____。結(jié)論：溫度升高，平衡向_________方向移動；溫度降低，平衡向_________方向移動。【注意】改變溫度，化學平衡一定發(fā)生移動。加深變淺吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)二、催化劑對化學平衡的影響催化劑對化學平衡_______，原因是催化劑_____程度地改變正、逆反應(yīng)的速率。但是，使用催化劑能縮短到達平衡所需要的時間。無影響同等2020年下學期長沙市第十一中學高一化學三、勒夏特列原理1定義：如果改變影響平衡的條件之一如溫度、濃度、壓強等，平衡將向著能夠_____這種改變的方向移動。簡單記憶：改變→減弱這種改變。減弱2020年下學期長沙市第十一中學高一化學2勒夏特列原理的適用條件1勒夏特列原理只適用于判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的方向。2勒夏特列原理不僅適用于化學平衡，也適用于其他平衡體系，如溶解平衡、電離平衡、水解平衡等。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學1下列說法正確的是A可逆反應(yīng)的特征是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等B在其他條件不變時，使用催化劑只能改變反應(yīng)速率，而不能改變化學平衡狀態(tài)C在其他條件不變時，升高溫度可以使平衡向放熱反應(yīng)方向移動D在其他條件不變時，增大壓強一定會破壞氣體反應(yīng)的平衡狀態(tài)2020年下學期長沙市第十一中學高一化學【自我小測】1【解析】選B?？赡娣磻?yīng)的特征是反應(yīng)過程中，任何物質(zhì)都不能完全轉(zhuǎn)化，A錯；催化劑改變反應(yīng)的途徑，降低反應(yīng)所需的活化能，從而改變主要是增大反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間，但不能影響化學平衡，B正確；在其他條件不變時，升高溫度可以使平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，C錯；增大壓強對于非等體積可逆反應(yīng)來說，一定會破壞氣體反應(yīng)的平衡狀態(tài)，但對于無氣體參加的反應(yīng)或等體積的可逆反應(yīng)，均無影響，D錯。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學2如圖為某化學反應(yīng)的速率與時間的關(guān)系圖，在t1時刻升高溫度或者增大壓強，速率的變化都符合圖示的反應(yīng)的是2020年下學期長沙市第十一中學高一化學2gO2g2SO3gΔH<0BCsH2OgCOgH2gΔH>0CH2gI2g2HIgΔH>03g5O2g4NOg6H2OgΔH<02【解析】選D。根據(jù)圖象可知，該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱、氣體體積增大的反應(yīng)，只有D項符合。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學2g3B2g2AB3gΔH<0，下列說法正確的是A升高溫度，正向反應(yīng)速率增加，逆向反應(yīng)速率減小B升高溫度有利于反應(yīng)速率增加，從而縮短達到平衡的時間C達到平衡后，升高溫度或增大壓強都有利于該反應(yīng)平衡正向移動D達到平衡后，降低溫度或減小壓強都有利于該反應(yīng)平衡正向移動2020年下學期長沙市第十一中學高一化學4有一處于平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)：s3Yg2gΔH<0。為了使平衡向生成的方向移動，應(yīng)選擇的條件是①高溫②低溫③高壓④低壓⑤加催化劑⑥分離出A①③⑤ B②③⑤C②③⑥ D②④⑥3【解析】選B。升溫，正、逆反應(yīng)速率均增加，A錯；升溫，反應(yīng)速率增加，縮短到達平衡的時間，B對；升溫，平衡逆向移動，C錯；減小壓強，平衡向增大體積的方向移動，即向逆向移動，D錯。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學4【解析】選C。反應(yīng)s3Yg2g，ΔH<0，正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，故①錯誤；降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，故②正確；壓強增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，故③正確；降低壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故④錯誤；加催化劑縮短到達平衡的時間，不會引起化學平衡的移動，故⑤錯誤；分離出，即減小生成物的濃度，平衡正向移動，故⑥正確；故選C。5某可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則溫度對此反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率影響的曲線如圖所示中，正確的是2020年下學期長沙市第十一中學高一化學5【解析】選B。本題考查的是外界條件的改變對可逆反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率的影響。速率曲線交叉點即平衡狀態(tài)，由于這個可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，逆反應(yīng)速率加快的幅度大于正反應(yīng)速率加快的幅度，故正確答案為B項。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學一、溫度、催化劑對化學平衡的影響外界條件變化速率變化移動方向移動結(jié)果升高溫度v(正)、v(逆)均增大，v(正)≠v(逆)吸熱反應(yīng)方向體系溫度降低但比原來高降低溫度v(正)、v(逆)均減小，v(正)≠v(逆)放熱反應(yīng)方向體系溫度升高但比原來低2020年下學期長沙市第十一中學高一化學加催化劑v(正)、v(逆)均增大，v(正)=v(逆)不移動，縮短達到平衡的時間/【易錯提醒】1任何的化學反應(yīng)都伴隨著能量的變化放熱或吸熱，所以任意可逆反應(yīng)的化學平衡狀態(tài)，都能受溫度的影響而發(fā)生移動。2若某反應(yīng)的正反應(yīng)為放吸熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)必為吸放熱反應(yīng)，且吸收的熱量與放出的熱量相等，但反應(yīng)熱符號相反。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學【拓展深化】對勒夏特列原理中“減弱”的正確理解：1在已達平衡的可逆反應(yīng)中，若增大某物質(zhì)的濃度，其他條件不變，則平衡向減少該物質(zhì)的濃度的方向移動，移動的結(jié)果是該物質(zhì)的濃度比原平衡中的濃度大。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學2在已達平衡的可逆反應(yīng)中，若增大平衡體系的壓強，其他條件不變溫度不變，則平衡向減小壓強的方向氣體總體積減小的方向移動，移動的結(jié)果是新平衡的壓強比原平衡的壓強大。3對已達平衡的可逆反應(yīng)，若升高平衡體系的溫度，其他條件不變，則平衡向消耗熱量吸熱的方向移動，移動的結(jié)果是新平衡的溫度比原平衡的溫度高。1如圖所示，三個燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別放置在盛有下列物質(zhì)的燒杯燒杯內(nèi)有水中：在1中加入CaO，在2中不加其他任何物質(zhì)，在3中加入NH4NO3晶體，發(fā)現(xiàn)1中紅棕色變深，3中紅棕色變淺，下列敘述正確的是2020年下學期長沙市第十一中學高一化學2N2O4是放熱反應(yīng)3溶于水時放出熱量C燒瓶1中平衡混合氣的平均相對分子質(zhì)量增大D燒瓶3中氣體的壓強增大1【解題指南】解答本題要注意以下兩點：1根據(jù)溫度變化對平衡的影響，判斷出化學平衡移動的方向。2根據(jù)氣體顏色的變化分析平衡移動的方向。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學【解析】選A。2NO2N2O4，NO2為紅棕色氣體，N2O4為無色氣體。1中紅棕色變深說明平衡左移，平均相對分子質(zhì)量減小，而CaO和水反應(yīng)放熱，溫度升高，2NO2N2O4的平衡左移，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A選項對，C選項錯；3中紅棕色變淺，說明平衡右移，而正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則證明NH4NO3溶于水要吸收熱量，平衡右移時，氣體的物質(zhì)的量減小，壓強減小，B、D選項均錯。【延伸探究】1向燒杯1中加入濃硫酸，平衡混合氣的平均相對分子質(zhì)量________。填“增大”“減小”或“不變”提示：減小。濃硫酸溶于水放出熱量，與CaO的效果一致。2向燒杯3中加入NaCl，燒瓶3中氣體的壓強________。填“增大”“減小”或“不變”提示：不變。NaCl溶于水熱量變化不大。gbYgcg在一定溫度下的密閉容器內(nèi)達到平衡后，t0時改變某一外界條件，化學反應(yīng)速率v-時間t圖象如圖所示。則下列說法中正確的是2020年下學期長沙市第十一中學高一化學b=c，則t0時只能是增大了容器的壓強b=c，則t0時只能是加入了催化劑b≠c，則t0時只能是增大了容器的壓強b≠c，則t0時只能是加入了催化劑2【解析】選D。若ab=c，則t0時增大容器的壓強或使用催化劑，A、B項錯誤；若ab≠c，則t0時增大容器的壓強，平衡必定會移動，而圖象明顯沒有移動，只能是加入催化劑，故D項正確，C項錯誤。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學gnYgqg的ΔH<0，mn>q，在恒容密閉容器中反應(yīng)達到平衡時，下列說法正確的是A通入稀有氣體使壓強增大，平衡將正向移動的逆反應(yīng)速率的倍C降低溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變小的物質(zhì)的量，Y的轉(zhuǎn)化率降低2020年下學期長沙市第十一中學高一化學3【解析】選B。因為該反應(yīng)在恒容密閉容器中進行，通入稀有氣體后，容器內(nèi)氣體壓強增大，但各反應(yīng)物、生成物的濃度未發(fā)生改變，平衡不移動，A項錯誤；的正反應(yīng)速率與Y的逆反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比，說明反應(yīng)達到平衡，B項正確；由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向正向移動，又由于mn>q，m總不變，但n總減小，增大，C項錯誤；增加的物質(zhì)的量，的轉(zhuǎn)化率降低，Y的轉(zhuǎn)化率升高，D項錯誤。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學二、化學平衡圖象分析思考探究：對于反應(yīng)Ag2BgCgΔH在T1、T2溫度下達到化學平衡狀態(tài)，其中生成物C的體積分數(shù)與時間的圖象為2020年下學期長沙市第十一中學高一化學思考以下兩個問題：1溫度T1與T2大小關(guān)系如何？2如何判斷反應(yīng)的ΔH是大于零還是小于零？3采取怎樣的措施能使C的體積分數(shù)增大？【總結(jié)歸納】1物質(zhì)的量或濃度-時間圖象：此類圖象能說明各平衡體系組分或某一成分在反應(yīng)過程中的變化情況。解題時要注意各物質(zhì)曲線的折點到達平衡的時刻，各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學方程式中化學計量數(shù)關(guān)系等情況。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學例如，2A3BC的反應(yīng)情況如圖所示。2含量-時間-溫度壓強圖象：這類圖象反映了反應(yīng)物或生成物的量在不同溫度壓強下與時間的關(guān)系，解題時要注意一定條件下物質(zhì)含量不再改變是化學反應(yīng)達到平衡的特征。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學例如，反應(yīng)aABbcCdD：3轉(zhuǎn)化率或質(zhì)量分數(shù)-溫度、壓強圖象：該類圖象的縱坐標為物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，橫坐標為溫度或壓強。對于反應(yīng)aAbBcCdD2020年下學期長沙市第十一中學高一化學【易錯提醒】1對同一化學反應(yīng)，若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，使v正、v逆都增大，但v正增大的倍數(shù)更大，即v′正>v′逆，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。反之，降低溫度，使v正、v逆都減小，但v正減小的倍數(shù)更大，即v′正<v′逆，平衡向放熱反應(yīng)方向移動。2工業(yè)生產(chǎn)上適當增大廉價的反應(yīng)物的濃度，使化學平衡向正反應(yīng)方向移動，可提高價格較高原料的轉(zhuǎn)化率，以降低生產(chǎn)成本。3在溶液中進行的反應(yīng)，如果稀釋溶液，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度也減小，v正、v逆均減小，但減小的程度不同，總的結(jié)果是化學平衡向反應(yīng)方程式中化學計量數(shù)增大的方向移動。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學【拓展深化】化學平衡圖象題的解答原則以可逆反應(yīng)aAgbBgcCg為例：2020年下學期長沙市第十一中學高一化學1“定一議二”原則。在化學平衡圖象中，包括縱坐標、橫坐標和曲線所表示的意義三個量，確定橫坐標所表示的量后，討論縱坐標與曲線的關(guān)系或確定縱坐標所表示的量，討論橫坐標與曲線的關(guān)系。如圖：這類圖象的分析方法是“定一議二”，當有多條曲線及兩個以上條件時，要固定其中一個條件，分析其他條件之間的關(guān)系，必要時，作一輔助線分析。2“先拐先平，數(shù)值大”原則。在化學平衡圖象中，先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)先達到平衡，先出現(xiàn)拐點的曲線表示的溫度較高如圖A或表示的壓強較大如圖B。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學圖A表示T2>T1，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。圖B表示p1c。1在一密閉容器中進行以下可逆反應(yīng)：MgNgPg2L？。在不同的條件下P的百分含量P%的變化情況如圖所示，則該反應(yīng)2020年下學期長沙市第十一中學高一化學A正反應(yīng)放熱，L是固體B正反應(yīng)放熱，L是氣體C正反應(yīng)吸熱，L是氣體D正反應(yīng)放熱，L是固體或氣體1【解題指南】解答本題要注意以下兩點：1利用P的百分含量P%與溫度的關(guān)系判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱。2根據(jù)壓強與P的百分含量P%的關(guān)系，判斷出L的狀態(tài)。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學【解析】選B。比較曲線Ⅰ和Ⅱ，兩者壓強相同，但Ⅱ的溫度較高，所以反應(yīng)速率Ⅱ>Ⅰ，但達到平衡時P%卻是Ⅰ>Ⅱ，這說明升高溫度時P%降低，因而平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；比較曲線Ⅱ和Ⅲ，二者溫度相同，但壓強Ⅲ>Ⅱ，這時P%卻是Ⅱ>Ⅲ，這說明增大壓強P%降低，即平衡向逆反應(yīng)方向移動，增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動，由此判斷L一定為氣體?！狙由焯骄俊?若將圖象中縱坐標改為M的轉(zhuǎn)化率，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？提示：放熱反應(yīng)。因為升高溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，即平衡向逆反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。2若將圖象中縱坐標改為N的體積分數(shù)，則該反應(yīng)的產(chǎn)物L的狀態(tài)是什么？提示：固態(tài)或液態(tài)?？辞€Ⅱ、Ⅲ，增大壓強，N的體積分數(shù)減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，即向氣體體積減小的方向移動，L為固體或液體。2一定條件下，下列反應(yīng)中水蒸氣含量隨反應(yīng)時間的變化趨勢符合下圖的