第二章 第二節(jié) 第4課時(shí)　溫度、催化劑對化學(xué)平衡的影響　勒夏特列原理

第4課時(shí)溫度、催化劑對化學(xué)平衡的影響勒夏特列原理[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.通過實(shí)驗(yàn)論證說明溫度的改變和催化劑對化學(xué)平衡移動(dòng)的影響，構(gòu)建分析判斷化學(xué)平衡移動(dòng)方向的思維模型。2.理解勒夏特列原理，能依據(jù)原理分析平衡移動(dòng)的方向，體會(huì)理論對實(shí)踐的指導(dǎo)作用。一、溫度、催化劑對化學(xué)平衡的影響1．實(shí)驗(yàn)探究溫度對化學(xué)平衡的影響(1)常溫下，反應(yīng)2NO2(g)(紅棕色)N2O4(g)(無色)ΔH＝－56.9kJ·mol－1達(dá)到平衡，按圖示裝置實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填寫下表：熱水中冰水中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象混合氣體顏色______混合氣體顏色________實(shí)驗(yàn)結(jié)論說明NO2濃度______，平衡向________方向移動(dòng)，即升高溫度，平衡向________反應(yīng)的方向移動(dòng)說明NO2濃度______，平衡向______方向移動(dòng)，即降低溫度，平衡向________反應(yīng)的方向移動(dòng)(2)從溫度對平衡常數(shù)K影響的角度解釋上述實(shí)驗(yàn)平衡的移動(dòng)方向：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，K________，平衡________移動(dòng)；降低溫度，K________，平衡________移動(dòng)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)論一致。2．溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律(1)改變溫度，任意可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡一定會(huì)發(fā)生移動(dòng)。(2)當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高溫度，化學(xué)平衡向________的方向移動(dòng)；降低溫度，化學(xué)平衡向________的方向移動(dòng)。3．催化劑對化學(xué)平衡的影響規(guī)律(1)催化劑能同等程度的改變____________反應(yīng)速率。其圖像(v－t圖)如圖。(2)當(dāng)其他條件不變時(shí)，催化劑__________改變達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)混合物的組成，催化劑能改變反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡所需的________。(1)溫度可以影響任意可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)()(2)升高溫度，反應(yīng)速率加快，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)()(3)升高溫度，反應(yīng)速率加快，但反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可能降低()(4)升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)一定增大()(5)對于可逆反應(yīng)，改變外界條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)一定增大()(6)平衡移動(dòng)，平衡常數(shù)不一定改變，但平衡常數(shù)改變，平衡一定發(fā)生移動(dòng)()(7)催化劑能加快反應(yīng)速率，提高物質(zhì)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量，也能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率()1．一定條件下，在密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH>0，達(dá)平衡后：(1)容積不變，升高溫度，平衡________移動(dòng)，c(CO2)________，氫氣的轉(zhuǎn)化率________，CO的體積分?jǐn)?shù)________，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量________。(2)在下圖中補(bǔ)全，t1時(shí)，升高溫度后的v－t圖像。(3)在下圖中畫出，t1時(shí)，降低溫度，t2時(shí)重新達(dá)到平衡的v－t圖像。2．已知某可逆反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行：A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)ΔH>0，C的濃度與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。若使a曲線變?yōu)閎曲線，可能采取的措施是________________。3．向一密閉容器中充入N2和H2發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ，t2時(shí)刻改變某一條件，t3時(shí)刻重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，反應(yīng)速率(v)隨時(shí)間(t)的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．t1時(shí)，v正(N2)＝2v逆(NH3)B．t2時(shí)改變的條件：向容器中加入NH3(g)C．N2的平衡轉(zhuǎn)化率：α(Ⅰ)＞α(Ⅱ)D．平衡常數(shù)K：K(Ⅰ)<K(Ⅱ)4．羧基硫(COS)是一種糧食熏蒸劑，能防止某些害蟲和真菌的危害。在容積不變的密閉容器中充入2molCO和2molH2S發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)ΔH，平衡時(shí)COS的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．ΔH＞0B．T1℃，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%C．a(chǎn)點(diǎn)正反應(yīng)速率小于b點(diǎn)逆反應(yīng)速率D．增大壓強(qiáng)可使COS的體積分?jǐn)?shù)由c點(diǎn)增加到b點(diǎn)二、勒夏特列原理1．外因?qū)瘜W(xué)平衡的影響條件的改變(其他條件不變)化學(xué)平衡的移動(dòng)濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向________方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向________方向移動(dòng)壓強(qiáng)(對有氣體參加的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變增大壓強(qiáng)向________的方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)向________的方向移動(dòng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變改變壓強(qiáng)溫度升高溫度向________反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度向________反應(yīng)方向移動(dòng)催化劑使用催化劑2.勒夏特列原理(1)內(nèi)容：如果改變影響平衡的一個(gè)因素(如溫度、壓強(qiáng)及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度)，平衡就向著能夠________這種改變的方向移動(dòng)。(2)適用范圍勒夏特列原理適用于已達(dá)到平衡的反應(yīng)體系，不可逆過程或未達(dá)到平衡的可逆過程均不能使用該原理。(3)對原理中“減弱這種改變”的理解勒夏特列原理中的“減弱”不等于“消除”，更不是“扭轉(zhuǎn)”。如，對于2NO2(g)(紅棕色)N2O4(g)(無色)的平衡體系，若縮小體積增大壓強(qiáng)，混合氣體顏色先________，后________，達(dá)到新的平衡后混合體系顏色比原平衡時(shí)顏色____。1．下列事實(shí)中，不能用勒夏特列原理解釋的是______(填字母)。A．溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，當(dāng)加入NaOH溶液后顏色變淺B．對于2H2O22H2O＋O2的反應(yīng)，使用MnO2可加快制備O2的反應(yīng)速率C．反應(yīng)：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH<0，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D．合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，為使氨的產(chǎn)率提高，理論上應(yīng)采取低溫高壓的措施E．H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)，縮小體積加壓顏色加深2．(2023·烏魯木齊高二月考)可逆反應(yīng)A(g)＋2B(g)2C(g)ΔH＜0，在一定條件下達(dá)到平衡，若改變條件，將變化情況(填“增大”“減小”或“不變”)填入空格：(1)升高溫度：v正________，v逆__________，B的轉(zhuǎn)化率__________。(2)使用催化劑，v正________，v逆________，A的物質(zhì)的量____________。(3)保持溫度和壓強(qiáng)不變通入Ne氣，則C的物質(zhì)的量______，A的轉(zhuǎn)化率________。(4)保持溫度和容積不變通入稀有氣體，則A的轉(zhuǎn)化率____________。(5)若溫度和容積不變，反應(yīng)從正反應(yīng)開始至平衡，在這個(gè)變化過程中，容器內(nèi)氣體的密度________。3．在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，在某一時(shí)刻達(dá)到平衡，測得c(N2)＝1mol·L－1，容器內(nèi)壓強(qiáng)為p，溫度為T。(1)再向容器中通入N2，使其濃度變?yōu)?mol·L－1，并保持容積不變，再次達(dá)到平衡時(shí)c(N2)的范圍是___________________________________。(2)將容器體積縮小至平衡時(shí)的一半，并保持溫度不變，再次達(dá)到平衡時(shí)壓強(qiáng)p′的范圍是________________________________________________________________________。(3)迅速升溫至T1，并保持容積不變，且不與外界進(jìn)行熱交換，再次達(dá)到平衡時(shí)，溫度T′的范圍是________________________________________________________________________。4．在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng)：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡時(shí)測得C的濃度為0.50mol·L－1。保持溫度不變，將容器的容積壓縮到原來的一半，再達(dá)到平衡時(shí)，測得C的濃度變?yōu)?.90mol·L－1。(1)壓縮容積時(shí)，平衡是否發(fā)生移動(dòng)？移動(dòng)的方向如何？_____________________________________________________