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_____。結論：溫度升高，平衡向_________方向移動；溫度降低，平衡向_________方向移動?！咀⒁狻扛淖儨囟?，化學平衡一定發(fā)生移動。加深變淺吸熱反應放熱反應二、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可逆反應的特征是正反應速率和逆反應速率相等B在其他條件不變時，使用催化劑只能改變反應速率，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奶卣魇欠磻^程中，任何物質都不能完全轉化，A錯；催化劑改變反應的途徑，降低反應所需的活化能，從而改變主要是增大反應速率，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方向移動，C錯；增大壓強對于非等體積可逆反應來說，一定會破壞氣體反應的平衡狀態(tài)，但對于無氣體參加的反應或等體積的可逆反應，均無影響，D錯。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學2如圖為某化學反應的速率與時間的關系圖，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。根據圖象可知，該反應的正反應是放熱、氣體體積增大的反應，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，正向反應速率增加，逆向反應速率減小B升高溫度有利于反應速率增加，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：s3Yg2gΔH<0。為了使平衡向生成的方向移動，應選擇的條件是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、逆反應速率均增加，A錯；升溫，反應速率增加，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s3Yg2g，ΔH<0，正反應是氣體物質的量減小的放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，故①錯誤；降低溫度，平衡向正反應方向移動，故②正確；壓強增大，平衡向正反應方向移動，故③正確；降低壓強，平衡向逆反應方向移動，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某可逆反應的正反應是放熱反應，則溫度對此反應的正、逆反應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正、逆反應速率的影響。速率曲線交叉點即平衡狀態(tài)，由于這個可逆反應的正反應是放熱反應，升高溫度，逆反應速率加快的幅度大于正反應速率加快的幅度，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果升高溫度v(正)、v(逆)均增大，v(正)≠v(逆)吸熱反應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任何的化學反應都伴隨著能量的變化放熱或吸熱，所以任意可逆反應的化學平衡狀態(tài)，都能受溫度的影響而發(fā)生移動。2若某反應的正反應為放吸熱反應，則逆反應必為吸放熱反應，且吸收的熱量與放出的熱量相等，但反應熱符號相反。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中，若增大某物質的濃度，其他條件不變，則平衡向減少該物質的濃度的方向移動，移動的結果是該物質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，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的燒杯燒杯內有水中：在1中加入CaO，在2中不加其他任何物質，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，平均相對分子質量減小，而CaO和水反應放熱，溫度升高，2NO2N2O4的平衡左移，則該反應為放熱反應，A選項對，C選項錯；3中紅棕色變淺，說明平衡右移，而正反應為放熱反應，則證明NH4NO3溶于水要吸收熱量，平衡右移時，氣體的物質的量減小，壓強減小，B、D選項均錯?！狙由焯骄俊?向燒杯1中加入濃硫酸，平衡混合氣的平均相對分子質量________。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達到平衡后，t0時改變某一外界條件，化學反應速率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速率的倍C降低溫度，混合氣體的平均相對分子質量變小的物質的量，Y的轉化率降低2020年下學期長沙市第十一中學高一化學3【解析】選B。因為該反應在恒容密閉容器中進行，通入稀有氣體后，容器內氣體壓強增大，但各反應物、生成物的濃度未發(fā)生改變，平衡不移動，A項錯誤；的正反應速率與Y的逆反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，說明反應達到平衡，B項正確；由于正反應是放熱反應，降低溫度，平衡向放熱反應方向正向移動，又由于mn>q，m總不變，但n總減小，增大，C項錯誤；增加的物質的量，的轉化率降低，Y的轉化率升高，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大小關系如何？2如何判斷反應的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？【總結歸納】1物質的量或濃度-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過程中的變化情況。解題時要注意各物質曲線的折點到達平衡的時刻，各物質濃度變化的內在聯(lián)系及比例符合化學方程式中化學計量數(shù)關系等情況。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物或生成物的量在不同溫度壓強下與時間的關系，解題時要注意一定條件下物質含量不再改變是化學反應達到平衡的特征。2020年下學期長沙市第十一中學高一化學例如，反應aABbcCdD：3轉化率或質量分數(shù)-溫度、壓強圖象：該類圖象的縱坐標為物質的質量分數(shù)或反應物的轉化率，橫坐標為溫度或壓強。對于反應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，若正反應為吸熱反應，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，平衡向放熱反應方向移動。2工業(yè)生產上適當增大廉價的反應物的濃度，使化學平衡向正反應方向移動，可提高價格較高原料的轉化率，以降低生產成本。3在溶液中進行的反應，如果稀釋溶液，反應物濃度減小，生成物濃度也減小，v正、v逆均減小，但減小的程度不同，總的結果是化學平衡向反應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系或確定縱坐標所表示的量，討論橫坐標與曲線的關系。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，正反應是放熱反應。圖B表示p1c。1在一密閉容器中進行以下可逆反應：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2020年下學期長沙市第十一中學高一化學A正反應放熱，L是固體B正反應放熱，L是氣體C正反應吸熱，L是氣體D正反應放熱，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%與溫度的關系判斷反應是吸熱還是放熱。2根據壓強與P的百分含量P%的關系，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，因而平衡應向逆反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱反應的方向移動，則該反應的正反應為放熱反應；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的轉化率，則正反應是吸熱反應還是放熱反應？提示：放熱反應。因為升高溫度，反應物的轉化率減小，即平衡向逆反應方向移動，故正反應為放熱反應。2若將圖象中縱坐標改為N的體積分數(shù)，則該反應的產物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，下列反應中水蒸氣含量隨反應時間的變化趨勢符合下圖的