2.3.2 溫度變化對(duì)化學(xué)平衡的影響 勒夏特列原理學(xué)案 高二上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修1

新蘇教版高中化學(xué)選擇性必修1《化學(xué)反應(yīng)原理》PAGEPAGE2專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第三單元化學(xué)平衡的移動(dòng)第2課時(shí)溫度變化對(duì)化學(xué)平衡的影響勒夏特列原理學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解溫度、催化劑等對(duì)化學(xué)平衡的影響。2．了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。知識(shí)梳理一、溫度變化對(duì)化學(xué)平衡的影響基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理[Co(H2O)6]2＋＋4Cl－[CoCl4]2－＋6H2OΔH>0粉紅色藍(lán)色實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液變?yōu)樯芤翰蛔兩芤鹤優(yōu)樯Y(jié)論升高溫度，平衡向方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向方向移動(dòng)[特別提醒]任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化(放熱或吸熱)，因此，改變溫度，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。探究已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1，探究改變反應(yīng)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響。[問(wèn)題思考]1．圓底燒瓶A中氣體的顏色如何變化？其原因是什么？2．圓底燒瓶B中氣體的顏色如何變化？其原因是什么？歸納1．溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響(1)在其他條件不變的情況下，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動(dòng)。(2)在其他條件不變的情況下，降低溫度，平衡向放熱的方向移動(dòng)。2．平衡移動(dòng)圖像(v-t圖)(1)若aA＋bBcC＋dDΔH＜0(2)若aA＋bBcC＋dDΔH＞0典例11．反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)ΔH<0達(dá)平衡后，將反應(yīng)體系的溫度降低，下列敘述中正確的是()A．正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B．正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)2．在一密閉燒瓶中，在25℃時(shí)存在著平衡：2NO2N2O4(正反應(yīng)放熱)。把燒瓶置于100℃的水中，則下列幾項(xiàng)性質(zhì)中不會(huì)改變的是()①顏色②平均相對(duì)分子質(zhì)量③質(zhì)量④壓強(qiáng)⑤密度A．①和③ B．②和④C．④和⑤ D．③和⑤二、催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響平衡移動(dòng)的原理1．催化劑與化學(xué)平衡(1)催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響催化劑能的改變(一般為增大)正、逆反應(yīng)的速率，對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)，但能達(dá)到平衡所需的時(shí)間。(2)圖像①v-t圖：②w-t圖：2．平衡移動(dòng)原理及應(yīng)用(1)平衡移動(dòng)原理(又稱為勒夏特列原理)改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素，平衡將向著能夠這種改變的方向移動(dòng)。(2)平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用工業(yè)合成氨反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0措施原因加入過(guò)量的N2促進(jìn)平衡移向，提高的轉(zhuǎn)化率采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┘涌旆磻?yīng)速率采用高壓有利于平衡向移動(dòng)采用較高溫度同時(shí)提高催化劑的活性將氨液化并及時(shí)分離有利于平衡向移動(dòng)3．正確理解化學(xué)平衡移動(dòng)原理(1)勒夏特列原理中的“減弱”不等于“消除”，更不是“扭轉(zhuǎn)”，具體可理解如下：①若將體系溫度從50℃升高到80℃，則化學(xué)平衡向反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50℃<t<80℃。②若對(duì)體系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加壓，例如從30MPa加壓到60MPa，化學(xué)平衡向的方向移動(dòng)，達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)30MPa<p<60MPa。③若增大平衡體系Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3中Fe3＋的濃度，例如由0.01mol·L－1增至0.02mol·L－1，平衡向移動(dòng)，則在新平衡狀態(tài)下，0.01mol·L－1<c(Fe3＋)<0.02mol·L－1。(2)勒夏特列原理僅適用于的反應(yīng)體系，對(duì)或均不能使用勒夏特列原理。此外勒夏特列原理對(duì)所有的平衡(如溶解平衡、電離平衡、水解平衡等)都適用。典例21．下列因素不可能影響化學(xué)平衡移動(dòng)的是()A．溫度 B．催化劑C．反應(yīng)物的濃度 D．壓強(qiáng)2．下列不能用勒夏特列原理解釋的事實(shí)是()A．棕紅色的NO2加壓后顏色先變深后變淺B．氫氣、碘蒸氣、碘化氫氣體組成的平衡體系加壓后顏色變深C．黃綠色的氯水光照后顏色變淺D．合成氨工業(yè)使用高壓以提高氨的產(chǎn)量隨堂練習(xí)1．對(duì)于任何一個(gè)平衡體系，采用以下措施一定會(huì)使平衡移動(dòng)的是()A．加入一種反應(yīng)物 B．升高溫度C．對(duì)平衡體系增加壓強(qiáng) D．使用催化劑2．工業(yè)生成SO3的反應(yīng)為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，下列能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是()A．加入催化劑 B．升溫C．減小壓強(qiáng) D．通入一定量的O23．據(jù)報(bào)道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí)。2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)下列敘述錯(cuò)誤的是()A．使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率B．反應(yīng)需在300℃進(jìn)行可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C．充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率D．從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率4．已知反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合氣體盛裝在兩個(gè)連通的燒瓶里，然后用止水夾夾住橡膠管，把燒瓶A放入熱水里，把燒瓶B放入冰水里，如圖所示。與常溫時(shí)燒瓶?jī)?nèi)氣體的顏色進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，A燒瓶?jī)?nèi)氣體顏色變深，B燒瓶?jī)?nèi)氣體顏色變淺。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．上述過(guò)程中，A燒瓶?jī)?nèi)正、逆反應(yīng)速率均加快B．上述過(guò)程中，B燒瓶?jī)?nèi)c(NO2)減小，c(N2O4)增大C．上述過(guò)程中，A、B燒瓶?jī)?nèi)氣體密度均保持不變D．反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)5．現(xiàn)有反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)，達(dá)到平衡后，當(dāng)升高溫度時(shí)，B的轉(zhuǎn)化率變大；當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí)，混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，則：(1)該反應(yīng)的逆反應(yīng)為_(kāi)_____熱反應(yīng)，且m＋n______p(填“>”“＝”或“<”)。(2)減壓時(shí)，A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)______(填“增大”“減小”或“不變”，下同)。(3)若加入B(體積不變)，則A的轉(zhuǎn)化率________。(4)若升高溫度，則平衡時(shí)B、C的濃度之比eq\f(cB,cC)將________。(5)若加入催化劑，平衡時(shí)氣體混合物的總物質(zhì)的量________。(6)若B是有色物質(zhì)，A、C均無(wú)色，則加入C(體積不變)時(shí)混合物顏色________；而維持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入氖氣時(shí)，混合物顏色______(填“變深”“變淺”或“不變”)。

參考答案知識(shí)梳理一、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)藍(lán)粉紅正反應(yīng)逆反應(yīng)探究1．提示：顏色變深，原因是A中溫度高，平衡逆向移動(dòng)，c(NO2)增大，顏色加深。2．提示：顏色變淺，原因是B中溫度低，平衡正向移動(dòng)，c(NO2)減小，顏色變淺。典例11．C解析：降低溫度，v(正)、v(逆)均減小，平衡向放熱方向移動(dòng)，即平衡正向移動(dòng)。2．D解析：升高溫度，化學(xué)平衡向著吸熱方向移動(dòng)，對(duì)于化學(xué)平衡2NO2N2O4，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；①二氧化氮的濃度增大，顏色加深；②混合氣體總的物質(zhì)的量增大，其質(zhì)量不變，根據(jù)M＝m/n可知，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小；③反應(yīng)混合物都是氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，混合氣體總的質(zhì)量不變；④升高溫度，化學(xué)平衡向左移動(dòng)，混合氣體總的物質(zhì)的量增大，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大；⑤反應(yīng)混合物都是氣體，混合氣體總的質(zhì)量不變，容器的容積不變，混合氣體的密度不變。二、1．(1)同等程度無(wú)影響縮短2．(1)減弱(2)正向H2正反應(yīng)方向加快反應(yīng)速率正反應(yīng)方向3.(1)①吸熱②氣體體積減小③正(2)已達(dá)平衡不可逆過(guò)程未達(dá)平衡的可逆過(guò)程動(dòng)態(tài)典例21．B解析：催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不會(huì)使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。2．B解析：A項(xiàng)，涉及NO2與N2O4的平衡轉(zhuǎn)化，不符合題意；B項(xiàng)，加壓后平衡不移動(dòng)，但體積縮小，濃度增大使顏色變深，符合題意；C項(xiàng)，光照后，次氯酸見(jiàn)光分解，使氯氣與水反應(yīng)的平衡向右移動(dòng)，不符合題意；D項(xiàng)，合成氨工業(yè)加壓使化學(xué)平衡向右移動(dòng)，不符合題意。隨堂練習(xí)1．B解析：對(duì)于任何一個(gè)平衡體系，反應(yīng)都有能量變化，因而改變溫度，平衡一定會(huì)發(fā)生移動(dòng)。若加入反應(yīng)物是固體或不參加反應(yīng)的離子，或?qū)Ψ磻?yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，增大或減小壓強(qiáng)，或使用催化劑等化學(xué)平衡均不發(fā)生移動(dòng)。2．D解析：催化劑僅能改變反應(yīng)速率，不能引起平衡移動(dòng)；升溫或減小壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；增大O2的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。3．B解析：催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率，加快反應(yīng)進(jìn)行，也就提高了生產(chǎn)效率，A正確；反應(yīng)需在300℃進(jìn)行是為了獲得較快的反應(yīng)速率，不能說(shuō)明反應(yīng)是吸熱還是放熱，B錯(cuò)誤；充入大量CO2氣體，能使平衡正向移動(dòng)，提高H2的轉(zhuǎn)化率，C正確；從平衡混合物中及時(shí)分離出產(chǎn)物，使平衡正向移動(dòng)，可提高CO2和H2的轉(zhuǎn)化率，D正確。4．D解析：A項(xiàng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，正確；B項(xiàng)，B燒瓶?jī)?nèi)氣體顏色變淺，說(shuō)明平衡向生成N2O4的方向移動(dòng)，B燒瓶?jī)?nèi)c(NO2)減小，c(N2O4)增大，正確；C項(xiàng)，容器的容積不變，混合氣體的質(zhì)量不變，A燒瓶、B燒瓶?jī)?nèi)氣體密度都不變，正確；D項(xiàng)，放在熱水中的A燒瓶?jī)?nèi)氣體顏色變深，放在冰水中的B燒瓶?jī)?nèi)氣體顏色變淺，說(shuō)明升高溫度平衡向生成NO2的方向移動(dòng)，降低溫度平衡向生成N2O4的方向移動(dòng)，故反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，錯(cuò)誤，D項(xiàng)符合題意。5．(1)放>(2)增大(3)增大(4)減小(5)不變(6)變深變淺解析：(1)升高溫度時(shí)，B的轉(zhuǎn)化率變大，說(shuō)明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)；減小壓強(qiáng)時(shí)，平衡向氣