温度催化剂对化学平衡的影响

第3课时温度、催化剂对化学平衡的影响2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2020年下学期长沙市第十一中学高一化学学习目标1理解温度对化学平衡的影响2理解催化剂对化学平衡的影响3能运用化学平衡移动原理解释相关化学问题一、温度对化学平衡的影响原理：2NO2gN2O4gΔH=-569J·mol-1红棕色无色2020年下学期长沙市第十一中学高一化学现象：热水中混合气体的颜色_____；冰水中混合气体的颜色_____。结论：温度升高，平衡向_________方向移动；温度降低，平衡向_________方向移动。【注意】改变温度，化学平衡一定发生移动。加深变浅吸热反应放热反应二、催化剂对化学平衡的影响催化剂对化学平衡_______，原因是催化剂_____程度地改变正、逆反应的速率。但是，使用催化剂能缩短到达平衡所需要的时间。无影响同等2020年下学期长沙市第十一中学高一化学三、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_____这种改变的方向移动。简单记忆：改变→减弱这种改变。减弱2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2勒夏特列原理的适用条件1勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。2勒夏特列原理不仅适用于化学平衡，也适用于其他平衡体系，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学1下列说法正确的是A可逆反应的特征是正反应速率和逆反应速率相等B在其他条件不变时，使用催化剂只能改变反应速率，而不能改变化学平衡状态C在其他条件不变时，升高温度可以使平衡向放热反应方向移动D在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【自我小测】1【解析】选B。可逆反应的特征是反应过程中，任何物质都不能完全转化，A错；催化剂改变反应的途径，降低反应所需的活化能，从而改变主要是增大反应速率，缩短达到平衡的时间，但不能影响化学平衡，B正确；在其他条件不变时，升高温度可以使平衡向吸热反应方向移动，C错；增大压强对于非等体积可逆反应来说，一定会破坏气体反应的平衡状态，但对于无气体参加的反应或等体积的可逆反应，均无影响，D错。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2如图为某化学反应的速率与时间的关系图，在t1时刻升高温度或者增大压强，速率的变化都符合图示的反应的是2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2gO2g2SO3gΔH<0BCsH2OgCOgH2gΔH>0CH2gI2g2HIgΔH>03g5O2g4NOg6H2OgΔH<02【解析】选D。根据图象可知，该反应的正反应是放热、气体体积增大的反应，只有D项符合。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2g3B2g2AB3gΔH<0，下列说法正确的是A升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小B升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间C达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动2020年下学期长沙市第十一中学高一化学4有一处于平衡状态的可逆反应：s3Yg2gΔH<0。为了使平衡向生成的方向移动，应选择的条件是①高温②低温③高压④低压⑤加催化剂⑥分离出A①③⑤ B②③⑤C②③⑥ D②④⑥3【解析】选B。升温，正、逆反应速率均增加，A错；升温，反应速率增加，缩短到达平衡的时间，B对；升温，平衡逆向移动，C错；减小压强，平衡向增大体积的方向移动，即向逆向移动，D错。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学4【解析】选C。反应s3Yg2g，ΔH<0，正反应是气体物质的量减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故①错误；降低温度，平衡向正反应方向移动，故②正确；压强增大，平衡向正反应方向移动，故③正确；降低压强，平衡向逆反应方向移动，故④错误；加催化剂缩短到达平衡的时间，不会引起化学平衡的移动，故⑤错误；分离出，即减小生成物的浓度，平衡正向移动，故⑥正确；故选C。5某可逆反应的正反应是放热反应，则温度对此反应的正、逆反应速率影响的曲线如图所示中，正确的是2020年下学期长沙市第十一中学高一化学5【解析】选B。本题考查的是外界条件的改变对可逆反应正、逆反应速率的影响。速率曲线交叉点即平衡状态，由于这个可逆反应的正反应是放热反应，升高温度，逆反应速率加快的幅度大于正反应速率加快的幅度，故正确答案为B项。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学一、温度、催化剂对化学平衡的影响外界条件变化速率变化移动方向移动结果升高温度v(正)、v(逆)均增大，v(正)≠v(逆)吸热反应方向体系温度降低但比原来高降低温度v(正)、v(逆)均减小，v(正)≠v(逆)放热反应方向体系温度升高但比原来低2020年下学期长沙市第十一中学高一化学加催化剂v(正)、v(逆)均增大，v(正)=v(逆)不移动，缩短达到平衡的时间/【易错提醒】1任何的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，都能受温度的影响而发生移动。2若某反应的正反应为放吸热反应，则逆反应必为吸放热反应，且吸收的热量与放出的热量相等，但反应热符号相反。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【拓展深化】对勒夏特列原理中“减弱”的正确理解：1在已达平衡的可逆反应中，若增大某物质的浓度，其他条件不变，则平衡向减少该物质的浓度的方向移动，移动的结果是该物质的浓度比原平衡中的浓度大。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2在已达平衡的可逆反应中，若增大平衡体系的压强，其他条件不变温度不变，则平衡向减小压强的方向气体总体积减小的方向移动，移动的结果是新平衡的压强比原平衡的压强大。3对已达平衡的可逆反应，若升高平衡体系的温度，其他条件不变，则平衡向消耗热量吸热的方向移动，移动的结果是新平衡的温度比原平衡的温度高。1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NH4NO3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2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2N2O4是放热反应3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1【解题指南】解答本题要注意以下两点：1根据温度变化对平衡的影响，判断出化学平衡移动的方向。2根据气体颜色的变化分析平衡移动的方向。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【解析】选A。2NO2N2O4，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，温度升高，2NO2N2O4的平衡左移，则该反应为放热反应，A选项对，C选项错；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NH4NO3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选项均错。【延伸探究】1向烧杯1中加入浓硫酸，平衡混合气的平均相对分子质量________。填“增大”“减小”或“不变”提示：减小。浓硫酸溶于水放出热量，与CaO的效果一致。2向烧杯3中加入NaCl，烧瓶3中气体的压强________。填“增大”“减小”或“不变”提示：不变。NaCl溶于水热量变化不大。gbYgcg在一定温度下的密闭容器内达到平衡后，t0时改变某一外界条件，化学反应速率v-时间t图象如图所示。则下列说法中正确的是2020年下学期长沙市第十一中学高一化学b=c，则t0时只能是增大了容器的压强b=c，则t0时只能是加入了催化剂b≠c，则t0时只能是增大了容器的压强b≠c，则t0时只能是加入了催化剂2【解析】选D。若ab=c，则t0时增大容器的压强或使用催化剂，A、B项错误；若ab≠c，则t0时增大容器的压强，平衡必定会移动，而图象明显没有移动，只能是加入催化剂，故D项正确，C项错误。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学gnYgqg的ΔH<0，mn>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是A通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动的逆反应速率的倍C降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小的物质的量，Y的转化率降低2020年下学期长沙市第十一中学高一化学3【解析】选B。因为该反应在恒容密闭容器中进行，通入稀有气体后，容器内气体压强增大，但各反应物、生成物的浓度未发生改变，平衡不移动，A项错误；的正反应速率与Y的逆反应速率之比等于化学计量数之比，说明反应达到平衡，B项正确；由于正反应是放热反应，降低温度，平衡向放热反应方向正向移动，又由于mn>q，m总不变，但n总减小，增大，C项错误；增加的物质的量，的转化率降低，Y的转化率升高，D项错误。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学二、化学平衡图象分析思考探究：对于反应Ag2BgCgΔH在T1、T2温度下达到化学平衡状态，其中生成物C的体积分数与时间的图象为2020年下学期长沙市第十一中学高一化学思考以下两个问题：1温度T1与T2大小关系如何？2如何判断反应的ΔH是大于零还是小于零？3采取怎样的措施能使C的体积分数增大？【总结归纳】1物质的量或浓度-时间图象：此类图象能说明各平衡体系组分或某一成分在反应过程中的变化情况。解题时要注意各物质曲线的折点到达平衡的时刻，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学例如，2A3BC的反应情况如图所示。2含量-时间-温度压强图象：这类图象反映了反应物或生成物的量在不同温度压强下与时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变是化学反应达到平衡的特征。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学例如，反应aABbcCdD：3转化率或质量分数-温度、压强图象：该类图象的纵坐标为物质的质量分数或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。对于反应aAbBcCdD2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【易错提醒】1对同一化学反应，若正反应为吸热反应，升高温度，使v正、v逆都增大，但v正增大的倍数更大，即v′正>v′逆，平衡向吸热反应方向移动。反之，降低温度，使v正、v逆都减小，但v正减小的倍数更大，即v′正<v′逆，平衡向放热反应方向移动。2工业生产上适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高原料的转化率，以降低生产成本。3在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度也减小，v正、v逆均减小，但减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数增大的方向移动。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【拓展深化】化学平衡图象题的解答原则以可逆反应aAgbBgcCg为例：2020年下学期长沙市第十一中学高一化学1“定一议二”原则。在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量，确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。如图：这类图象的分析方法是“定一议二”，当有多条曲线及两个以上条件时，要固定其中一个条件，分析其他条件之间的关系，必要时，作一辅助线分析。2“先拐先平，数值大”原则。在化学平衡图象中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高如图A或表示的压强较大如图B。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学图A表示T2>T1，正反应是放热反应。图B表示p1c。1在一密闭容器中进行以下可逆反应：MgNgPg2L？。在不同的条件下P的百分含量P%的变化情况如图所示，则该反应2020年下学期长沙市第十一中学高一化学A正反应放热，L是固体B正反应放热，L是气体C正反应吸热，L是气体D正反应放热，L是固体或气体1【解题指南】解答本题要注意以下两点：1利用P的百分含量P%与温度的关系判断反应是吸热还是放热。2根据压强与P的百分含量P%的关系，判断出L的状态。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【解析】选B。比较曲线Ⅰ和Ⅱ，两者压强相同，但Ⅱ的温度较高，所以反应速率Ⅱ>Ⅰ，但达到平衡时P%却是Ⅰ>Ⅱ，这说明升高温度时P%降低，因而平衡应向逆反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应的方向移动，则该反应的正反应为放热反应；比较曲线Ⅱ和Ⅲ，二者温度相同，但压强Ⅲ>Ⅱ，这时P%却是Ⅱ>Ⅲ，这说明增大压强P%降低，即平衡向逆反应方向移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，由此判断L一定为气体。【延伸探究】1若将图象中纵坐标改为M的转化率，则正反应是吸热反应还是放热反应？提示：放热反应。因为升高温度，反应物的转化率减小，即平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应。2若将图象中纵坐标改为N的体积分数，则该反应的产物L的状态是什么？提示：固态或液态。看曲线Ⅱ、Ⅲ，增大压强，N的体积分数减小，平衡向正反应方向移动，即向气体体积减小的方向移动，L为固体或液体。2一定条件下，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