第3課時影響化學平衡移動原因(二)

溫度、催化劑對化學平衡移動影響第二章

第三節

化學平衡1/391.經過溫度對可逆反應速率影響，了解并掌握溫度影響化學平衡移動規律。2.了解催化劑影響化學反應速率實質，并深入探討對化學平衡影響，從而了解催化劑在化工生產中應用。3.依據外界條件對化學平衡影響，歸納勒夏特列原理。目標導航2/39基礎知識導學重點難點探究隨堂達標檢測欄目索引3/39一、溫度對化學平衡移動影響基礎知識導學1.溫度對化學平衡影響試驗探究試驗原理2NO2(g)

N2O4(g)

ΔH＝－56.9kJ·mol－1

紅棕色

無色試驗裝置4/39答案試驗現象熱水中紅棕色

；冰水中紅棕色

試驗結論體系受熱顏色加深，說明c(NO2)增大，即平衡向

方向移動；體系冷卻顏色變淺，說明c(NO2)減小，即平衡向

方向移動加深變淺吸熱反應放熱反應5/39答案2.溫度對化學平衡移動影響規律升高溫度，平衡向

方向移動；降低溫度，平衡向

方向移動。吸熱反應放熱反應相關視頻6/397/39議一議1.升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，是因為升高溫度，吸熱反應反應速率增大，放熱反應反應速率減小，這種說法對嗎？答案不對。對于同一化學反應，升高溫度，使v(吸)和v(放)都增大，但吸熱反應速率增大程度更大，即v(吸)＞v(放)，所以平衡向吸熱反應方向移動；反之，降低溫度，v(吸)和v(放)都減小，但吸熱反應速率減小程度更大，即v(吸)＜v(放)，平衡向放熱反應方向移動。答案8/392.溫度改變，任何一個化學平衡都會發生移動嗎？為何？答案發生移動，因為任何化學反應都伴隨能量改變(放熱或吸熱)，所以任意可逆反應化學平衡狀態，都會受溫度影響而發生移動。3.以正反應放熱反應為例，畫出升溫、降溫時速率改變圖像。答案答案9/39二、催化劑對化學平衡影響1.加入催化劑能夠大大地加緊化學反應速率，是因為它能夠降低反應

，從而提升活化分子

，從而增大反應速率，不過因為催化劑能夠

地改變正、逆反應速率，所以它對化學平衡移動無影響。2.催化劑

改變到達化學平衡狀態時反應混合物中

含量，不過使用催化劑能改變反應到達平衡所需

。答案百分數活化能同等程度不能組成時間10/39議一議答案1.對于平衡aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)

ΔH＜0試畫出使用催化劑速率隨時間改變曲線。答案11/39答案2.對于化學平衡體系I2(g)＋H2(g)

2HI(g)

ΔH＜0，試依據下列圖判斷由曲線m變為曲線n改變條件可能是___________________________。使用催化劑或縮小容器體積12/39三、勒夏特列原理1.原理假如改變影響平衡一個條件(如濃度、壓強或溫度)，則平衡將向著能夠

這種改變方向移動。2.注意事項(1)研究對象一定是處于平衡狀態

。(2)勒夏特列原理只適合用于判斷“改變影響平衡

條件”時平衡移動方向。(3)平衡移動結果只能是“減弱”外界條件改變，但不能完全“

”這種改變。答案可逆反應減弱一個消除13/39議一議答案1.一密閉容器中建立N2＋3H2

2NH3

ΔH＜0平衡體系，此時，N2濃度為c(N2)，體系溫度為T1，壓強為p1，按要求回答以下問題：(1)保持溫度、體積不變，通入N2，使N2濃度變為2c(N2)，平衡向________方向移動，重新平衡后，N2濃度為____________________。正反應c(N2)＜c′(N2)＜2c(N2)正反應p1＜p′＜2p114/39答案(3)保持體積不變，升高體系溫度至2T1，平衡向________方向移動，重新平衡后，體系溫度變為____________。逆反應T1＜T′＜2T12.分別畫出1題中條件改變時N2濃度、體系壓強、溫度改變曲線。答案返回15/39一、速率改變與改變條件綜合分析重點難點探究例1

如圖所表示是表示反應N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＜0在某一時間段內反應速率與反應過程曲線關系圖。(1)氨質量分數最高一段時間是_______(填字母)。A.t0～t1

B.t2～t3

C.t3～t4

D.t5～t6解析化學平衡都是向左移動，所以最初時NH3質量分數最高。A解析答案16/39(2)t1、t3、t4改變條件分別是t1________________；t3________________；t4________________。解析t1時，v正、v逆均增大且v逆＞v正，改變條件是升溫；t3時，v正、v逆均增大，且v正＝v逆，改變條件是使用催化劑；t4時，v正、v逆均減小且v逆＞v正，改變條件是減小壓強。升高溫度使用催化劑減小壓強解析答案17/39(1)依據v正和v逆相對大小判斷平衡移動方向。(2)依據漸變、突變判斷改變條件，濃度影響從原平衡點漸變，而溫度、壓強影響發生突變后再漸變，催化劑影響時，v正、v逆同等程度突變。方法歸納18/39變式訓練1

一定溫度下，在2L密閉容器中發生以下反應：A(s)＋2B(g)

2C(g)

ΔH＜0，反應過程中B、C物質量隨時間改變關系如圖1；反應到達平衡后在t1、t2、t3、t4時分別都只改變了一個條件，逆反應速率隨時間改變關系如圖2。以下相關說法正確是(

)解析答案A.反應開始2min內，v(B)＝0.1mol·L－1·min－1B.t1時改變條件可能是升高溫度C.t3時改變條件可能是加壓，此時c(B)不變D.t4時可能是使用了催化劑，此時c(B)不變19/39B項，升溫，逆反應速率應比原平衡大；C項，t3時反應速率減小，平衡不移動，可能是減壓。答案D20/39二、勒夏特列原理在化工生產中應用例2

(1)在合成氨工業生產中，通常經過以下路徑來提升合成氨產量或產率。請分析采取這些辦法原因。①在反應器中注入過量N2

②采取適當催化劑③在高壓下進行反應④在較高溫度下進行反應解析答案21/39解析

依據合成氨反應特點，從反應程度來考慮，使用過量N2和高壓能夠使平衡向正反應方向移動，提升原料轉化率、氨產率；從反應速率來考慮，采取催化劑和較高溫度能確保反應較快地進行，且使催化劑活性最正確。答案①為了提升H2轉化率，提升產率；②使反應含有較快反應速率；③為了提升N2和H2轉化率，提升產率；④為了加緊反應速率，且使催化劑(鐵觸媒)活性最正確。22/39(2)已知2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

ΔH＜0，其試驗數據以下：解析答案壓強(×105Pa)1.015.0510.150.5101SO2轉化率/%(450℃)97.598.999.299.699.7SO2轉化率/%(550℃)85.692.994.997.798.3解析從方程式和表中數據能夠看出，溫度越高，SO2轉化率越低；壓強越大，SO2轉化率越高。但在1.01×105Pa即常壓條件下，SO2已經有較高轉化率，而且考慮到成本、設備等方面情況，故采取常壓；450℃時反應即使比550℃時反應慢一些，但其轉化率很理想(且催化劑活性最正確)，故選擇450℃、1.01×105Pa。則工業上生產硫酸合成塔中應選擇適宜溫度是_______，適宜壓強是__________________。450℃1.01×105Pa(常壓)23/39化學平衡移動原理有著廣泛適用性，可用于研究全部化學動態平衡。平衡移動原理是指導工農業生產和科學研究主要規律。合成氨生產中合成塔內反應和硫酸生產中接觸室內反應特點是相同(放熱、氣體體積減小)，兩種工業生產中在濃度、溫度、催化劑等方面選擇條件所依據原理是相同，但壓強選擇卻大不相同，要依詳細情況而定。反思歸納24/39變式訓練2

伴隨人類對溫室效應和資源短缺等問題重視，怎樣降低大氣中CO2含量及有效地開發利用CO2，引發了各國普遍關注，當前工業上有一個方法是用CO2來生產燃料甲醇。為探究反應原理，現進行以下試驗：在體積為1L密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，一定條件下發生反應：CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.0kJ·mol－1測得CO2和CH3OH(g)濃度隨時間改變如圖所表示。25/39解析答案(1)反應開始到平衡，H2平均反應速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1。0.22526/39解析答案(2)H2轉化率為________。75%27/39解析答案(3)以下辦法中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大是________(填字母)。A.升高溫度B.充入He(g)，使體系壓強增大C.將H2O(g)從體系中分離D.使用催化劑E.縮小容器體積返回28/39解析A項，升溫，平衡左移，n(CH3OH)/n(CO2)減??；B項充入He(g)，平衡不移動，n(CH3OH)/n(CO2)不變；C項，分離出H2O(g)，平衡右移，n(CH3OH)/n(CO2)增大；D項，使用催化劑，平衡不移動，n(CH3OH)/n(CO2)不變；E項，縮小容器體積，平衡右移，n(CH3OH)/n(CO2)增大。答案CE返回29/391.以下事實能用勒夏特列原了解釋是(

)A.加入催化劑有利于合成氨反應B.壓縮氫氣與碘蒸氣反應平衡混合氣體，顏色變深C.500℃時比室溫更有利于合成氨反應D.將混合氣體中氨液化有利于合成氨反應隨堂達標檢測解析答案1234530/39解析

A、B兩項，改變條件平衡均不移動，不能用勒夏特列原了解釋；C項，依據勒夏特列原理，溫度越低，NH3%越高，采取500℃，主要考慮催化劑活性和反應速率問題；D項，將混合氣體中氨液化，相當于減小了生成物濃度，平衡正向移動，有利于合成氨反應。答案D1234531/392.已知反應A2(g)＋2B2(g)

2AB2(g)ΔH<0，以下說法正確是(

)A.升高溫度，A2轉化率增大B.升高溫度有利于反應速率增大，從而縮短到達平衡時間C.到達平衡后，升高溫度或增大壓強都有利于該反應平衡正向移動D.到達平衡后，降低溫度或減小壓強都有利于該反應平衡正向移動解析答案1234532/39解析

升高溫度，化學平衡逆向移動，A2轉化率減??；增大壓強，平衡正向移動。答案B1234533/39解析答案1234534/3912345解析

升高溫度，正、逆反應速率均增大，A錯；升高溫度，氣體密度增大，因為容器容積不變，則容器內氣體質量一定增大，則平衡只能向正反應方向移動，且A一定為非氣體，B錯；因為升高溫度，平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應，C對；若向容器中充入惰性氣體，即使容器壓強增大，但各物質濃度不變，平衡不移動，D錯。答案C35/394.放熱反應2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)達平衡后，若分別采取以下辦法：①增大壓強②減小NO2濃度

③增大O2濃度④升高溫度⑤加入催化劑，能使平衡向正反應方向移動是(

)A.①②③

B.②③④