内容正文:
第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响
[课程标准] 1.通过实验探究,了解温度、催化剂对化学平衡状态的影响。 2.能运用温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。
知识点一 温度、催化剂对化学平衡的影响
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)。
条件改变的时刻
v正的变化
v逆的变化
v正与v逆的比较
平衡移动方向
温度
ΔH
<0
升高温度
增大
增大
v正<v逆
向逆反应方向移动
降低温度
减小
减小
v正>v逆
向正反应方向移动
ΔH
>0
升高温度
增大
增大
v正>v逆
向正反应方向移动
降低温度
减小
减小
v正<v逆
向逆反应方向移动
催化
剂
使用正催化剂
增大
增大
v正=v逆
平衡不移动
使用负催化剂
减小
减小
v正=v逆
平衡不移动
【微自测】 判断正误
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.√
实验原理
2NO2(g,红棕色) N2O4(g,无色) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
实验操作
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。
问题导思
1.浸泡在热水中的烧瓶内气体红棕色为什么会加深?由此得出什么实验结论?
提示:浸泡在热水中烧瓶内气体颜色变深,说明升高温度,平衡向生成NO2方向移动。其他条件不变,升高温度,平衡向吸热反应方向移动。
2.浸泡在冰水中的烧瓶内气体红棕色为什么会变浅?由此得出什么实验结论?
提示:浸泡在冰水中的烧瓶内红棕色的气体变浅,说明降低温度,平衡向生成N2O4方向移动。其他条件不变,降低温度,平衡向放热反应方向移动。
学生用书第45页
归纳总结
温度对化学平衡影响的v -t图像
1.若aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH<0
2.若aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH>0
3.注意事项
(1)对于同一化学反应,升高温度,使v(吸)和v(放)都增大,但吸热反应速率增大的程度更大,即v(吸)>v(放),所以平衡向吸热方向移动;反之,降低温度,v(吸)和v(放)都减小,但吸热反应速率减小的程度更大,即v(吸)<v(放),平衡向放热方向移动。
(2)一般地,升高温度,新平衡状态下的反应速率大于原平衡状态下的反应速率,反之亦然。
1.反应:A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0。达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述正确的是( )
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向右移动
B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向左移动
C.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向右移动
D.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向左移动
答案:C
2.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是( )
A.图 Ⅰ 表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化剂效率比乙高
D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
答案:B
知识点二 勒夏特列原理
1.内容
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.适用范围
适用于任何动态平衡体系(如后面学习的溶解平衡、电离平衡等),非平衡状态不能用此来分析。
3.注意事项
平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响,而不是“消除”外界条件的影响,更不是“扭转”外界条件的影响
(1)从定性角度看,平衡移动的方向为减弱外界条件变化的方向,如增大反应物浓度,平衡就向减弱这种改变即反应物浓度减小的方向移动;增大压强,平衡就向气体体积缩小即气体的物质的量减小、压强减小的方向移动;升高温度,平衡就向吸热反应即使温度降低的方向移动。这种移动可以理解为与条件改变“对着干”。
学生用书第46页
(2)从定量角度看,平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能完全抵消外界条件的变化。如向平衡体系N2(g)