2025版新教材高中化學第2章化學反應速率與化學平衡第2節(jié)化學平衡第4課時溫度催化劑對化學平衡的影響一溫度催化劑對化學平衡的影響學生用書新人教版選擇性必修1

第4課時溫度、催化劑對化學平衡的影響學習目標1．探究溫度影響化學平衡的規(guī)律。2．了解催化劑影響化學反應速率的實質(zhì)，并進一步探討對化學平衡的影響，從而了解催化劑在化工生產(chǎn)中的應用。3．相識化學反應速率、化學平衡典型圖像，學會化學平衡圖像題的解題方法。核心素養(yǎng)1．通過試驗探究溫度對化學平衡的影響，提升科學探究與創(chuàng)新意識。2．理解平衡移動原理(勒夏特列原理)，形成變更觀念與平衡思想。一、溫度、催化劑對化學平衡的影響1．溫度對化學平衡的影響(1)試驗探究溫度對化學平衡的影響按表中試驗步驟要求完成試驗，視察試驗現(xiàn)象，填寫下表：試驗原理eq\o(2NO2g,\s\do4(紅棕色))eq\o(N2O4g,\s\do4(無色))ΔH＝－56.9kJ·mol－1試驗步驟試驗現(xiàn)象熱水中混合氣體顏色_加深__；冰水中混合氣體顏色_變淺__試驗結論混合氣體受熱時顏色_加深__，說明NO2濃度_增大__，即平衡向_逆反應__方向移動；混合氣體被冷卻時顏色_變淺__，說明NO2濃度_減小__，即平衡向_正反應__方向移動(2)溫度對化學平衡的影響規(guī)律當其他條件不變時，上升溫度，會使化學平衡向_吸熱反應__的方向移動；降低溫度，會使化學平衡向_放熱反應__的方向移動。提示任何化學反應都伴隨著能量的變更(放熱或吸熱)，所以隨意可逆反應的化學平衡狀態(tài)都受溫度的影響。2．催化劑對化學平衡的影響(1)催化劑對化學平衡的影響規(guī)律當其他條件不變時，催化劑不能變更達到化學平衡狀態(tài)時反應混合物的組成，但是運用催化劑能變更反應達到化學平衡所需的時間。(2)用v－t圖像分析催化劑對化學平衡的影響t1時刻，加入催化劑，v′正、v′逆同等倍數(shù)增大，則v′正＝v′逆，平衡不移動(如圖)。提示一般說的催化劑都是指的正催化劑，即可以加快反應速率。特殊狀況下，也可運用負催化劑，減慢反應速率。正｜誤｜判｜斷(1)溫度可以影響隨意可逆反應的化學平衡狀態(tài)。(√)(2)上升溫度，反應速率加快，化學平衡向正反應方向移動。(×)(3)上升溫度，反應速率加快，但反應物的轉化率可能降低。(√)(4)上升溫度，化學平衡常數(shù)確定增大。(×)(5)對于可逆反應，變更外界條件使平衡向正反應方向移動，平衡常數(shù)確定增大。(×)(6)平衡移動，平衡常數(shù)不愿定變更，但平衡常數(shù)變更，平衡確定發(fā)生移動。(√)(7)催化劑能加快反應速率，提高物質(zhì)單位時間內(nèi)的產(chǎn)量，也能提高反應物的轉化率。(×)深｜度｜思｜考1.在已建立平衡的體系中，變更溫度，化學平衡是否移動？提示：任何化學反應都伴隨著能量的變更(放熱或吸熱)，所以任何可逆反應的化學平衡狀態(tài)，都受溫度的影響而發(fā)生移動。2．若反應aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)的條件變更，平衡不移動但反應速率加快，變更的條件確定是運用催化劑嗎？提示：若反應aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的a＋b＝c＋d，變更條件，平衡不移動但反應速率加快，可能是運用催化劑，或增大壓強(反應前后氣體體積不變)。3．催化劑對化學平衡沒有影響，工業(yè)生產(chǎn)往往運用催化劑，其目的是什么？提示：催化劑不能使化學平衡發(fā)生移動，但可以變更達到平衡所需的時間。工業(yè)生產(chǎn)往往運用催化劑，其目的是增大化學反應速率，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。應｜用｜體｜驗1.工業(yè)上消退氮氧化物的污染，可用如下反應：CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝akJ·mol－1，在溫度為T1和T2時，分別將0.50molCH4和1.20molNO2充入體積為1L的密閉容器中，測得n(CH4)隨時間變更的數(shù)據(jù)如表所示：時間/min010204050T10.500.350.250.100.10T20.500.300.18……0.15下列說法不正確的是(D)A．0～10min內(nèi)，T1時v(CH4)比T2時小B．溫度：T1<T2C．a(chǎn)<0D．平衡常數(shù)：K(T1)<K(T2)解析：依據(jù)公式v＝eq\f(|Δn|,VΔt)，計算可得0～10min內(nèi)，T1時，v(CH4)＝0.015mol·L－1·min－1，T2時，v(CH4)＝0.02mol·L－1·min－1，A項正確；溫度為T2時反應速率更快，所以T2>T1，B項正確；T2下達到平衡時甲烷的物質(zhì)的量較T1時的大，說明上升溫度平衡向逆反應方向移動，則正反應放熱，所以a<0，C項正確；T1時反應進行更徹底，因此平衡常數(shù)更大，即K(T1)>K(T2)，D項錯誤；綜上所述答案為D。2．在容積不變的密閉容器中存在如下反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0。某探討小組探討了其他條件不變時，變更某一條件對上述反應的影響，下列分析正確的是(B)A．圖Ⅰ表示的是t1時刻增大O2的濃度對反應速率的影響B(tài)．圖Ⅱ表示的是t1時刻加入催化劑對反應速率的影響