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1、第3课时 温度、催化剂对化学平衡移动的影响,新知预习,自主预测,一、温度变化对化学平衡的影响 1.实验: NO2球浸泡在冰水、热水中,观察颜色变化。,新知预习,自主预测,(2)分析:降温颜色变浅平衡向放热方向移动;升温颜色变深平衡向吸热方向移动。 2.结论:其他条件不变时,升高温度平衡向着吸热的方向移动,降低温度平衡向着放热的方向移动。,新知预习,自主预测,二、催化剂对化学平衡的作用 催化剂可同等程度地增大正反应速率和逆反应速率,因此催化剂对化学平衡没有影响。但催化剂可改变反应达到平衡所需的时间。 三、化学平衡移动的原理 内容:如果改变影响化学平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移
2、动,这一规律就是著名的勒夏特列原理,又称为化学平衡移动原理。,新知预习,自主预测,1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。 (1)升高温度,平衡向吸热反应的方向移动,此时v(放)减小,v(吸)增大 ( ) (2)合成氨反应需要使用催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动,所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因 ( ) (3)C(s)+CO2(g) 2CO(g) H0,其他条件不变时,升高温度,反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大 ( ) (4)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4),新知预习,自主预测,2.下列事实
3、中,不能用勒夏特列原理加以解释的是 ( ) A.夏天,打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体 B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,颜色变深 D.将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中,混合气体颜色变浅 答案 C,探究一,探究二,温度对化学平衡的影响 问题探究 1.对一定条件下的化学平衡状态: (1)若改变物质的浓度,化学平衡是否一定发生移动? (2)若改变体系的温度呢? 答案 (1)改变物质的浓度,化学平衡不一定发生移动,如H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,把容器体积缩小,各物质的浓度均增大,但平衡不移动。
4、(2)若改变温度,化学平衡一定发生移动。 2.正反应为放热反应的平衡体系,升高温度的瞬间v(正)、v(逆)如何改变?v(正)、v(逆)的大小关系如何? 答案 v(正)、v(逆)均增大,且v(正)v(逆)。,探究一,探究二,知识归纳 温度对化学平衡的影响 1.影响规律:,2.速率图像(以正向放热的反应为例):,探究一,探究二,典例剖析 【典例1】 已知常温下红棕色的NO2能自动生成无色的N2O4,这是一个正向反应为放热反应的可逆反应:2NO2 N2O4。现在做下面的实验,装置如图所示:,探究一,探究二,在三个连通的烧瓶里盛有NO2和N2O4的混合气体,然后用夹子夹住橡皮管。先将三个烧瓶分别放入盛
5、有室温水的烧杯里,可以观察到混合气体颜色无变化,接着向左边烧杯里加入制热盐无水CaCl2(加MgSO4、AlCl3、BaCl2中任一种也行),向右边烧杯里加入制冷盐KNO3(加NaNO3、NH4NO3、NH4Cl中任一种也行),不断搅拌直至溶液饱和,可以看到,随着盐的加入,左边混合气体的颜色变深,右边混合气体的颜色变浅,中间混合气体的颜色不变。 根据实验现象,回答有关问题: (1)左边的混合气体颜色变深的原因是 ; 右边的混合气体颜色变浅的原因是 。 (2)总结温度变化与可逆反应的热量变化之间的关系是 。,探究一,探究二,解析 混合气体颜色的深浅与NO2的浓度有关,容器的容积是不变的,气体物质
6、的量的改变导致气体浓度的改变。左边烧瓶内的混合气体的颜色变深,说明NO2的浓度增大,即平衡逆向移动;右边烧瓶内的混合气体的颜色变浅,说明NO2的浓度减小,即平衡正向移动。 制热盐使溶液温度升高,相当于对烧瓶加热。气体温度升高时,平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,故升高温度时,平衡向吸热反应的方向进行。同理分析可得,降低温度时,平衡向放热反应的方向移动。 答案 (1)左边烧杯中加入制热盐,混合气体温度升高,平衡向逆反应方向移动,NO2的浓度增大,颜色加深 右边烧杯中加入制冷盐,混合气体温度降低,平衡向正反应方向移动,NO2的浓度减小,颜色变浅 (2)升高温度时,平衡向吸热反应的方向移动;降低温度时
7、,平衡向放热反应的方向移动,探究一,探究二,变式训练1已知反应A2(g)+2B2(g) 2AB2(g) H0,下列说法正确的是( ) A.升高温度,正反应速率增加,逆反应速率减小 B.升高温度有利于反应速率的增加,从而缩短达到平衡所需的时间 C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于平衡正向移动 D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于平衡正向移动 解析 A项,升温时,正、逆反应速率均增大;B项,升温时增大反应速率,能缩短达到平衡的时间;C项,该反应为放热反应,升温时平衡向逆反应方向移动;D项,降温或增大压强有利于平衡向正反应方向移动。 答案 B,探究一,探究二,外界条件对化学平衡影响的综合
8、分析 问题探究 根据化学平衡原理解答下列问题:在体积不变的密闭容器中发生N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.4 kJmol-1,只改变一种外界条件,完成下表:,探究一,探究二,答案 正向 增大 逆向 减小 增大 逆向 减小 减小 不移动 不变 不变,探究一,探究二,知识归纳 1.影响化学平衡的因素 若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:,探究一,探究二,探究一,探究二,2.对化学平衡移动原理的理解:化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如增大反应物A的浓度,平衡右移,A的浓度
9、在增大的基础上减小,但达到新平衡时,A的浓度一定比原平衡大;若将体系温度从50 升高到80 ,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时50 T80 ;若对平衡体系N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)加压,例如从30 MPa加压到60 MPa,化学平衡向气体分子数减小的方向移动,达到新的平衡时体系的压强(p):30 MPap60 MPa。,探究一,探究二,典例剖析 【典例2】 反应2A+B 2C在某一容器中达到化学平衡时,改变某一条件,试填空: (1)若升高温度时,A的量增加,则此反应的正反应是 (填“放”或“吸”)热反应。 (2)若A、B、C都是气体,增大体系压强(减小容器容积),
10、平衡向 反应方向移动。 (3)若A、B、C都是气体,加入一定量的A,平衡向 反应方向移动;恒温、恒容时,若加入惰性气体,则平衡 移动。 (4)若B是固体,A、C是气体,减小压强,A的反应速率 ,平衡 移动。 (5)若B是气体,增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则C一定是 体,A是 体。,探究一,探究二,解析 (1)A的量增加,说明平衡逆向移动,升高温度导致平衡逆向移动,说明正反应是放热反应。(2)正反应为气体物质的量减小的反应,加压,平衡向正反应方向移动。(3)增大气体反应物浓度,平衡向正反应方向移动;恒温、恒容时,加入不反应的气体,体系中各物质的浓度不变,平衡不移动。(4)反应前后气体物质的
11、量不变,减小压强,平衡不移动,但反应速率要减小。(5)加压,平衡逆向移动,说明反应物气体物质的量小于生成物气体物质的量,C一定是气体,B是气体,则A一定不是气体。 答案 (1)放 (2)正 (3)正 不 (4)减小 不 (5)气 固(或液),探究一,探究二,变式训练2(2018天津理综,5)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 和78.5 。下列有关叙述错误的是( ) A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量 B.增
12、大HBr浓度,有利于生成C2H5Br C.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变 D.若起始温度提高至60 ,可缩短反应达到平衡的时间,探究一,探究二,解析 加入NaOH能与HBr反应,平衡左移,可增大乙醇的物质的量,A项正确;增大反应物HBr的浓度,平衡右移,有利于生成C2H5Br,B项正确;由于两种反应物的起始量相等,且反应中两种物质的化学计量数之比为11,则两种反应物平衡转化率之比不变,C项正确;由于C2H5Br的沸点为38.4 ,若起始温度提高至60 ,则会造成C2H5Br的挥发,因此反应达到平衡的时间会延长,D项错误。 答案 D,1,2,3,4,5,1.下列事实不
13、能用勒夏特列原理解释的是( ) A.光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小 B.加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3 C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨 D.增大压强,有利于SO2与O2反应生成SO3,答案 B,1,2,3,4,5,2.反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡,下列各种情况不能使化学平衡发生移动的是( ) A.减少部分NH4HS固体 B.压强、温度不变,充入少量氩气 C.容积、温度一定,充入氨气 D.温度、容积一定,充入HCl气体 解析 A中改变固体NH4HS的量,由于改变固体的量并不能使化学反应速率发生改变,故不能影响平衡;B中充入少量氩
14、气,要保持压强不变必须增大容器的容积,使NH3和H2S的浓度降低,平衡向气体体积增大的方向移动,即向正反应方向移动;C中容积、温度一定,充入氨气,平衡向逆反应方向移动;D中充入HCl气体后,由于要发生反应HCl+NH3=NH4Cl,降低了NH3的浓度,所以平衡要向正反应方向移动。 答案 A,1,2,3,4,5,3.在高温下发生反应2HBr(g) H2(g)+Br2(g) H0。要使混合气体颜色加深,可采取的方法是( ) A.保持容积不变,加入HBr(g) B.降低温度 C.将容器容积扩大1倍 D.保持容积不变,加入H2(g) 解析 保持容积不变,加入HBr(g)平衡正向移动,Br2浓度增大了,
15、混合气体颜色加深。 答案 A,1,2,3,4,5,4.已知某可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)在密闭容器中进行,如图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数(B)的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( ) A.T1p2,m+np,放热反应 B.T1T2,p1p,吸热反应 C.T1p2,m+nT2,p1p2,m+np,吸热反应,1,2,3,4,5,解析 分析图像,可以分两个层次考虑。由曲线可知,当压强相同(为p2)时,先达平衡,说明T1T2 ;又因为T2低,(B)大,即降低温度,平衡逆向移动,说明逆向放热,正向吸热。由曲线可知,当温度相同(为T1)时,先
16、达平衡,说明p2p1;又因为p2大,(B)大,即增大压强,平衡逆向移动,说明逆反应方向为气体体积减小的方向,则m+nT2,p1p2,m+np,正反应为吸热反应。 答案 D,1,2,3,4,5,5.反应mA+nB pC在某温度下达到平衡状态。 (1)若升高温度,A物质的转化率增大,该反应为 热反应。 (2)若C为气体,且m+n=p,在加压时化学平衡发生移动,则平衡必定向 方向移动。 (3)如果在体系中增加或减少B的量,平衡均不发生移动,则B肯定不能为 态。 解析 升高温度,A的转化率增大,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应;C为气体,m+n=p,若A、B都为气体,则增大压强,平衡不会移动,而加压平衡发生移动,则A、B中一定有一种为非气态,则平衡必定逆向移动;由题意可知改变B的量,平衡不移动,则B应为固态或液态。 答案 (1)吸 (2)逆反应 (3)气,