第二章 第二节 第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（人教版2019选择性必修1）鲁琼冀湘 配套word

第4课时　温度、催化剂对化学平衡的影响 [核心素养发展目标]　1.变化观念与平衡思想：从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度、催化剂改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。2.证据推理与模型认知：通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。 一、温度、催化剂对化学平衡的影响 1．温度对化学平衡的影响 (1)实验探究温度对化学平衡的影响 按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表： 实验原理 　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅 实验结论 混合气体受热颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动 (2)温度对化学平衡的影响规律 ①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 ②当其他条件不变时： 温度升高，平衡向吸热反应的方向移动； 温度降低，平衡向放热反应的方向移动。 (3)用v—t图像分析温度对化学平衡的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)　ΔH＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示。 t1时刻，升高温度，v′正、v′逆均增大，但吸热反应方向的v′逆增大幅度大，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。 t1时刻，降低温度，v′正、v′逆均减小，但吸热反应方向的v′逆减小幅度大。则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。 2．催化剂对化学平衡的影响 (1)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时： 催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 (2)用v—t图像分析催化剂对化学平衡的影响 t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等倍数增大，则v′正＝v′逆，平衡不移动。 提醒　①一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也使用负催化剂，减慢反应速率。 ②用速率分析化学平衡移动的一般思路 (1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态(　　) (2)催化剂能加快反应速率，提高单位时间内的产量，也能提高反应物的转化率(　　) (3)升高温度，反应速率加快，化学平衡正向移动(　　) (4)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低(　　) (5)对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大(　　) (6)升高温度，化学平衡常数增大(　　) (7)平衡移动，平衡常数不一定改变，但平衡常数改变，平衡一定发生移动(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√ 1.一定温度下，可逆反应：aX(g)＋bY(g)cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t0时刻改变某一外界条件，化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。 (1)若a＋b＝c，则t0时刻改变的外界条件可能是增大压强或者使用催化剂。 (2)若a＋b≠c，则t0时刻改变的外界条件只能是加入催化剂。 2．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。 已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表所示： 温度/℃ 400 500 830 1 000 平衡常数K 10 9 1 0.6 请回答下列问题： (1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。 (2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式： 5c(CO2)·c(H2)＝3c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。 (3)830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中反应向正反应方向进行的有______(填字母)。 A B C D n(CO2)/mol 3 1 0 1 n(H2)/mol 2 1 0 1 n(CO)/mol 1 2 3 0.5 n(H2O)/mol 5 2 3 2 (4)在830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是________。 答案　(1)放热　(2)1 000 ℃　(3)BC　(4)60% 解析　(1)由表格可知，升温，化学平衡常数减小，故正反应为放热反应。(2)根据平衡常数的表达式知K＝0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为1 000 ℃。(3)830 ℃时，化学平衡常数为1，若n(CO2)·n(H2)<n(CO)·n(H2O)，则反