2018-2019版化学新学案同步选修四人教通用版讲义：第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 第3课时

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第3课时影响化学平衡移动的因素（二）温度、催化剂对化学平衡移动的影响[学习目标定位］1.通过温度对可逆反应速率的影响，理解并掌握温度影响化学平衡移动的规律.2.了解催化剂影响化学反应速率的实质，并进一步探讨对化学平衡的影响,从而了解催化剂在化工生产中的应用.一、温度对化学平衡移动的影响1.实验探究按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象,填写下表：实验原理实验步骤实验现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.图像分析已知反应：mA（g)＋nB（g)pC（g)m＋n<p，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：（1）图①表示的温度变化是升高,平衡移动方向是向逆反应方向。（2）图②表示的温度变化是降低，平衡移动方向是向正反应方向。(3)正反应是放热反应,逆反应是吸热反应。(1）升温，v放、v吸均增大，但v吸增大程度大；降温,v放、v吸均减小,但v吸减小程度大。(2)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.例1反应A（g）＋3B（g）2C(g）ΔH＜0，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。考点催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响题点温度影响化学平衡移动的规律例2取五等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应2NO2(g)N2O4（g)ΔH＜0.反应相同时间后，分别测定体系中NO2的体积分数，并作出其随反应温度变化的关系图.下列示意图中，可能与实验结果相符的是(）答案D解析在五个相同容积的恒容容器中同时通入等量的NO2，在不同温度下反应相同时间。有两种可能,一是反应已达到平衡状态，二是反应还没有达到平衡状态,仍然在向正反应方向进行。若五个容器中的反应均已达到平衡状态，因为正反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动,NO2的体积分数随温度的升高而增大;若五个容器中有未达到平衡状态的反应，那么温度越高,反应速率越大，会出现温度较高的NO2转化得快，NO2的体积分数小的情况。故D图符合,其中转折点为平衡状态,转折点左侧为未平衡状态，右侧为平衡状态。考点催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响题点温度影响化学平衡移动的规律二、催化剂对化学平衡的影响1.催化剂对化学平衡的影响加入催化剂可以大大地加快反应速率，是因为它可以降低反应所需活化能,从而提高活化分子百分数,从而增大反应速率，但是由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动无影响。2.图像分析对于N2＋3H22NH3反应，NH3的体积分数如图所示：其中m表示使用催化剂情况，n表示未使用催化剂情况.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。例3一定温度下，可逆反应aX(g）＋bY(g）cZ(g）在一密闭容器内达到平衡后,t0时刻改变某一外界变化,化学反应速率(v）随时间（t)的变化如图所示。则下列说法正确的是()A.若a＋b＝c，则t0时刻只能是增大了容器的压强B.若a＋b＝c，则t0时刻只能是加入了催化剂C。若a＋b≠c，则t0时刻只能是增大了容器的压强D.若a＋b≠c，则t0时刻只能是加入了催化剂答案D解析从图像可知，t0时刻改变条件后正、逆反应速率同等程度增大，但平衡不移动，若a＋b＝c，则t0时刻可以是增大压强或使用催化剂；若a＋b≠c,则t0时刻只能是使用催化剂，D项正确.考点催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响题点温度、催化剂对化学平衡影响的综合例4如图所示，表示反应N2(g）＋3H2（g）2NH3(g)ΔH〈0，在某一时间段内反应速率与反应过程的曲线关系图。（1）氨的质量分数最高的一段时间是________(填字母）。A.t0~t1B.t2～t3C。t3～t4D。t5~t6(2)t1、t3、t4改变的条件分别是t1________________________________________________________________________;t3________________________________________________________________________；t4________________________________________________________________________。答案（1）A（2）升高温度使用催化剂减小压强解析（1)平衡移动时,都是向左移动,所以最初时的NH3的质量分数最高。（2）t1时，v正、v逆均增大且v逆〉v正，改变的条件是升温；t3时，v正＝v逆,改变的条件是使用催化剂；t4时，v正、v逆均减小且v逆>v正，改变的条件是减小压强。考点催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响题点温度、催化剂对化学平衡影响的综合三、勒夏特列原理1.平衡移动过程中的量变分析向一密闭容器中通入1molN2、3molH2发生反应:N2(g)＋3H2（g）2NH3（g)ΔH〈0，一段时间后达到平衡,当改变下列条件后，请填写下列内容：（1)若增大N2的浓度,平衡移动的方向是向右移动;达新平衡时，氮气的浓度与改变时相比较，其变化是减小。但平衡时的浓度大于原平衡时的浓度。(2)若升高温度，平衡移动的方向是向左移动；达新平衡时的温度与改变时相比较，其变化是降低.但平衡时的温度高于原平衡时的温度.(3)若增大压强，平衡移动的方向是向右移动;达新平衡时的压强与改变时相比较，其变化是减小。但平衡时的压强大于原平衡时的压强。2。勒夏特列原理如果改变影响平衡的条件（如浓度、压强和温度)之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。该结论就是勒夏特列原理。1勒夏特列原理的适用范围化学反应平衡等所有的动态平衡，只能解释平衡移动造成的结果或现象。2对“减弱这种改变”的正确理解①定性角度：用于判断平衡移动的方向。②定量角度:“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”。例5下列不能用勒夏特列原理解释的事实是(）A.红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅B.氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深C。黄绿色的氯水光照后颜色变浅D.合成氨工业使用高压以提高氨的产量答案B解析A项,涉及二氧化氮与四氧化二氮的平衡转化，故可以用勒夏特列原理解释；B项，加压后平衡不移动，但体积缩小，浓度增大使颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；C项,光照后，次氯酸见光分解,使氯气与水反应的平衡向右移动，故可以用勒夏特列原理解释；D项,合成氨工业加压使化学平衡向右移动，可以用勒夏特列原理解释。考点化学平衡影响因素的综合题点勒夏特列原理的理解与应用例6反应X(g)＋Y(g）2Z（g）ΔH〈0，达到平衡时，下列说法正确的是(）A.减小容器体积，平衡向右移动B.加入催化剂，Z的产率增大C。增大c（X）,X的转化率增大D.降低温度,Y的转化率增大答案D解析由X（g）＋Y（g)2Z（g)ΔH〈0可知，反应前后气体分子数不变，故减小容器体积，即压强增大,平衡不移动,A项错误；加入催化剂,平衡不移动，故Z的产率不变，B项错误；增大c(X），X的转化率减小，C项错误;降低温度,平衡向放热反应方向（正向)移动，Y的转化率增大，D项正确。考点化学平衡影响因素的综合题点化学平衡影响因素的综合考查

1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（）A。打开汽水瓶时，有大量气泡溢出B.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉C.氨水应密闭保存于低温处D。实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气考点化学平衡影响因素的综合题点勒夏特列原理的理解与应用答案B解析配制FeSO4溶液时，加入铁粉是为了防止Fe2＋被氧化。2.对于2A（g)＋B（g)2C（g）ΔH＜0，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，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考点温度、催化剂对化学平衡的影响题点温度影响化学平衡的影响规律答案C解析升高温度会使正、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。3。反应2A（g）2B(g)＋E(g)ΔH>0,达到平衡时,要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是（）A。加压 B。降温C。减小E的浓度 D。加催化剂考点化学平衡影响因素的综合题点改变条件使化学平衡定向移动答案B解析加压，使v正增大，平衡向左移，c(A)增大，A错误；降温,v正减小,平衡向左移,c（A）增大，B正确；减小E的浓度，平衡向右移，c(A)减小，C错误；加入催化剂,v正增大，平衡不移动，c（A）不变，D错误。4。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)ΔH<0,平衡时Br2（g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是（)A。a〉b B。a＝bC。a〈b D。无法确定考点催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响题点恒容绝热容器中平衡的移动答案A解析该反应为放热反应,绝热下进行反应，温度升高，所以绝热平衡时转化率低于恒温平衡时转化率，即a>b。5。在密闭容器中进行如下反应：CO2(g）＋C(s)eq\o(，\s\up7（高温))2CO(g)ΔH＞0，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“向左移动”“向右移动”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，缩小反应容器的容积，则平衡_______，c（CO2）________。(3）保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡________,c(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）向左移动增大（3)不移动不变（4)向右移动增大解析（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）缩小反应容器的容积,即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，c（CO2)增大。(3)通入N2，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。[对点训练]题组一勒夏特列原理的广泛应用1。下列事实能用勒夏特列原理解释的是（）A。加入催化剂有利于合成氨的反应B。FeCl3溶液中加Fe粉，颜色由棕黄色变为浅绿色C.500℃时比室温更有利于合成氨的反应D。将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应考点化学平衡影响因素的综合题点勒夏特列原理的理解与应用答案D解析A、B、C三项中的现象与平衡移动无关。2。（2017·赣州期中）下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是（）A.将NO2球浸泡在热水中颜色加深B。工业合成氯化氢时使用过量氢气C。用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体D.工业上生产硫酸的过程中，使用过量的空气以提高SO2的利用率答案B解析使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应，否则勒夏特列原理不适用.考点化学平衡影响因素的综合题点勒夏特列原理的理解与应用题组二温度、催化剂对化学平衡的影响3。下列因素不可能影响化学平衡移动的是(）A。温度 B。催化剂C.反应物的浓度 D.压强考点化学平衡影响因素的综合题点化学平衡影响因素的综合考查答案B解析催化剂只能改变化学反应速率，不会影响化学平衡的移动.4。在一定条件下，发生反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g），达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅。下列关于该反应的说法正确的是（)A。该反应为吸热反应B.该反应为放热反应C.降温后一氧化碳的浓度增大D。降温后各物质的浓度不变考点催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响题点由温度变化与移动方向推断焓变答案B解析降低温度，平衡向放热反应方向移动,混合物的颜色变浅，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，只有B项正确。

5。如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯（烧杯内有水）中：在①中加入CaO，在②中不加其他任何物质，在③中加入NH4Cl晶体，发现①中红棕色变深，③中红棕色变浅。下列叙述正确的是()A。2NO2N2O4是放热反应B。NH4Cl溶于水时放出热量C.烧瓶①中平衡混合气的平均相对分子质量增大D.烧瓶③中气体的压强增大考点催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响题点温度影响化学平衡移动的规律答案A解析2NO2(g)N2O4（g)，NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体。①中红棕色变深说明平衡左移，平均相对分子质量减小，而CaO和水反应放热，则该反应为放热反应，A对，C错；③中红棕色变浅，说明平衡右移,而正反应为放热反应，则证明NH4Cl溶于水要吸收热量，平衡右移时,气体的物质的量减小，压强减小，B、D均错.6.（2017·安徽安庆一中高二月考)在一密闭容器中，发生可逆反应:3A（g)3B＋C（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(）A。B和C可能都是固体B。B和C一定都是气体C。若C为固体，则B一定是气体D.B和C不可能都是气体考点催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响题点温度影响化学平衡移动的规律答案C解析正反应吸热，升温，平衡右移。若B、C都为固体，则相对分子质量不变,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，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，则相对分子质量减小，故D错误。

题组三限定移动方向措施的选择7。已知反应3A(g)＋B(g)2C(g）＋2D（g）ΔH〈0,下图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应时D的体积分数随时间t的变化情况.若想使曲线b（实线）变为曲线a(虚线）,可采取的措施是（)①增大A的浓度②升高温度③增大D的浓度④加入催化剂⑤恒温下，缩小反应容器体积⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变A。①②③B。④⑤C。③④⑤D.④⑤⑥考点化学平衡影响因素的综合题点改变条件使化学平衡定向移动答案B8。已知反应：COCl2(g)CO（g）＋Cl2(g）ΔH＞0,当反应达到平衡时，下列措施：①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，其中能提高COCl2转化率的是(）A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D。③⑤⑥考点化学平衡影响因素的综合题点改变条件使化学平衡定向移动答案B解析②恒容通入惰性气体，平衡不移动；③增加CO浓度，平衡左移;⑤加入催化剂,平衡不移动。9。镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5（s)＋3H2(g）LaNi5H6（s）ΔH＜0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是（）A.增加LaNi5H6（s）的量B。降低温度C。减小压强D。使用催化剂考点化学平衡影响因素的综合题点改变条件使化学平衡定向移动答案C解析欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢,则平衡向逆向移动，该反应为气体体积减小的放热反应,可以升高温度或降低压强，平衡逆向移动。题组四典型图像分析10。一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()A。CO2（g)＋2NH3(g）CO(NH2）2（s)＋H2O(g)ΔH〈0B。CO2(g)＋H2(g)CO（g）＋H2O（g）ΔH>0C.CH3CH2OH(g)CH2=CH2(g）＋H2O(g）ΔH>0D。2C6H5CH2CH3（g)＋O2（g)2C6H5CH=CH2(g）＋2H2O（g）ΔH〈0考点催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响题点温度影响化学平衡移动的规律答案A解析由温度－时间图像可知，T2先达到平衡，因此T2>T1，温度升高，水蒸气含量减少，正反应是放热反应，因此B、C不符合题意;由压强－时间图像可知，p1先达到平衡,即p1>p2，随着压强的增加，水蒸气含量增加,因此正反应是气体体积减小的反应，因此D不符合题意,只有A符合题意。11。在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2（g)＋O2（g）eq\o（，\s\up7（V2O5），\s\do5（450℃））2SO3(g）ΔH＜0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是（)A。图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B。图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响C。图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高D。图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高考点化学平衡影响因素的综合题点化学平衡影响因素的综合考查答案B解析A项，图Ⅰ改变的条件应是增大压强；B项，由于同等程度地加快正、逆反应速率，所以加入的应是催化剂；C项,由于平衡发生了移动，所以改变的条件不是加入催化剂;D项，改变的应是温度,且乙的温度高。12.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2（aq)＋I－（aq）Ieq\o\al(－,3）(aq）,某I2、KI混合溶液中，Ieq\o\al（－，3)的物质的量浓度c(Ieq\o\al（－，3))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B。I2(aq）＋I－（aq）Ieq\o\al(－，3)（aq)的ΔH＜0C。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的转化率更高考点化学平衡影响因素的综合题点化学平衡影响因素的综合考查答案D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(Ieq\o\al（－，3))越小，则升高温度,平衡逆向移动，正反应为放热反应,ΔH＜0，B项正确；T1时,反应进行到状态d时，c（Ieq\o\al(－,3))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。[综合强化］13。现有反应:mA（g)＋nB（g）pC（g），达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：(1）该反应的逆反应为______（填“吸热”或“放热"）反应，且m＋n______(填“>”“＝"或“<”)p.（2)减压使容器体积增大时，A的质量分数________。（填“增大"“减小”或“不变"，下同）（3）若容积不变加入B，则A的转化率__________,B的转化率________。(4）若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比eq\f（cB，cC）将________。（5）若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量_______________________________。考点化学平衡影响因素的综合题点化学平衡影响因素的综合考查答案(1）放热>(2)增大（3)增大减小（4）减小（5）不变解析对反应：mA（g)＋nB(g)pC（g）达平衡后，升高温度时,B的转化率变大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应；减小压强时，混合体系中C的质量分数减小,说明平衡向逆反应方向移动，即m＋n>p，A的质量分数增大；加入B时平衡向正反应方向移动，A的转化率增大；升高温度时，平衡向正反应方向移动,c(C）增大，c(B）减小，即eq\f（cB，cC)减小；加入催化剂，平衡不移动，混合物的总物质的量不变。14.在某温度时按n（N2)∶n（H2）＝1∶3的比例将混合气体投入密闭容器中发生反应:N2(g)＋3H2（g)2NH3（g)ΔH<0。(1）反应达到平衡后,某时刻改变下列条件________,在达到新平衡的过程中正反应速率始终增大.A.升温 B。加压C。增大c(N2) D。降低c（NH3)（2）某科研小组探究在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对合成NH3反应的影响.实验结果如下图所示：（图中T1和T2表示温度，n表示起始时H2的物质的量)①图像中T1和T2的关系是T1________（填“＞”“<"“＝”或“无法确定”）T2.②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是________（填字母）。③若容器容积为1L,b点对应的n＝0。15mol，测得平衡时H2的转化率为60％，则平衡时N2的物质的量浓度为________mol·L－1。考点化学平衡影响因素的综合题点化学平衡影响因素的综合考查答案（1)A（2）①＞②c③0.0215.反应aA(g)＋bB(g）eq\o(，\s\up7(催化剂））cC(g）ΔH＜0在等容条件下进行.改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：(1)反应的化学方程式中a∶b∶c为_________________________________________。(2)A的平均反应速率vⅠ（A)、vⅡ(A)、vⅢ(A）从大到小排列次序为______________。(3)B的平衡转化率αⅠ(B）、αⅡ（B）、αⅢ(B)中最小的是________，其值是________。(4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡向________移动，采取的措施是__________________________________________