内容正文:
第3课时 温度、催化剂对化学平衡的影响
学习目标
核心素养
1.理解外界条件(温度、催化剂等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。
2.理解平衡移动原理,并能利用化学平衡移动原理解决实际问题。
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,改变条件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:通过实验论证说明条件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。
课前预习新知
知|识|梳|理
知识点一 温度对化学平衡的影响
1.根据实验填表。
如图所示,把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶里[存在平衡2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1],然后用弹簧夹夹住乳胶管;把一只烧瓶浸泡在热水中,另一只浸泡在冰水中。观察混合气体的颜色变化。
实验
浸泡在热水中
浸泡在冰水中
现象
混合气体颜色加深
混合气体颜色变浅
结论
在NO2生成N2O4的反应中,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.温度对化学平衡影响的解释。
反应类型
温度变化
K值变化
Q与K关系
平衡移动方向
放热反应
升温
减小
Q>K
逆向移动
降温
增大
Q<K
正向移动
吸热反应
升温
增大
Q<K
正向移动
降温
减小
Q>K
逆向移动
3.温度对化学平衡移动的影响规律。
其他条件不变时,温度升高,平衡向吸热反应方向移动;温度降低,平衡向放热反应方向移动。
【微思考】 对一定条件下的化学平衡状态,若改变体系的温度,化学平衡是否一定发生移动?
提示:若改变温度,化学平衡一定发生移动。
微判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态。 (√)
2.升高温度,反应速率加快,化学平衡正向移动。 (×)
3.升高温度,反应速率加快,但反应物的转化率可能降低。 (√)
4.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。 (×)
5.升高温度,化学平衡常数增大。 (×)
6.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。 (√)
知识点二 催化剂对化学平衡的影响
催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡的移动没有影响。
知识点三 勒夏特列原理
1.原理。
如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
2.注意事项。
(1)研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应。
(2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个因素”时的平衡移动方向。
(3)平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变,但不能完全“消除”这种改变。
微判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.勒夏特列原理适用于所有的动态平衡。 (√)
2.其他条件不变,若增大某反应物的浓度,则平衡向减少该物质浓度的方向移动,最终该物质的浓度减小。 (×)
3.光照时,氯水颜色变浅,可用勒夏特列原理解释。 (√)
课堂互动探究
探究一 温度对化学平衡的影响
1.对于任何可逆反应,只要改变温度,平衡肯定发生移动,若ΔH>0,升温平衡正向移动,K增大,降温平衡逆向移动,K减小;同理,若ΔH<0,升温平衡逆向移动,K减小,降温平衡正向移动,K增大。
2.由图像分析温度变化对v正、v逆的影响。
对于反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH
化学
平衡
ΔH>0
ΔH<0
ΔH<0
ΔH>0
体系
温度
改变
升温
升温
降温
降温
平衡
移动
方向
正向移动
逆向移动
正向移动
逆向移动
速率
变化
v正、v逆同时增大,v'正>v'逆
v正、v逆同时增大,且v'逆>v'正
v正、v逆同时减小,v'正>v'逆
v正、v逆同时减小,v'逆>v'正
图像
【例1】 取五等份NO2,分别通入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。反应相同时间后,分别测定体系中NO2的体积分数,并作出其随反应温度变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是 ( )
A B
C D
解析 在五个相同容积的恒容容器中同时通入等量的NO2,在不同温度下反应相同时间。有两种可能,一是反应已达到平衡状态,二是反应还没有达到平衡状态,仍然在向正反应方向进行。若五个容器中的反应均已达到平衡状态,因为正反应是放热反应,温度升高,平衡向逆反应方