内容正文:
2.3 第2课时 温度变化对化学平衡的影响 化学平衡移动原理
【学习目标】
1.通过实验探究,了解温度的改变对化学平衡移动的影响,并能正确判断化学平衡移动的方向。
2.了解催化剂影响化学反应速率的实质,并进一步探讨外界条件对化学平衡的影响,从而了解催化剂在化工生产中的应用。
3.根据外界条件对化学平衡的影响,归纳勒夏特列原理。
【合作探究】
任务1 探究温度对化学平衡移动的影响
【新知生成】
1.温度变化对化学平衡的影响
(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:
升高温度,平衡向 方向移动;
降低温度,平衡向 方向移动。
2.催化剂对化学平衡的影响
当其他条件不变时,催化剂能够 地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动无影响,即不能改变平衡混合物的组成,但可缩短达到化学平衡所需的时间。
【答案】1.吸热反应 放热反应 2.同等程度
【活动探究】
1.实验探究温度对化学平衡移动的影响
按表中实验步骤完成实验,观察实验现象,填写下表:
实验
原理
[Co(H2O](aq)+4Cl-(aq)[CoC](aq)+6H2O(l) ΔH>0
(粉红色) (蓝色)
实验步骤
实验现象
溶液变为 色
溶液不变色
溶液变为 色
结论
(平衡移动的方向)
升高温度,平衡向 方向( 热方向)移动,降低温度,平衡向 方向( 热方向)移动
【答案】蓝 粉红 正反应 吸 逆反应 放
2.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。
① ②
(1)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 移动。
(2)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 移动。
【答案】(1)> 逆向 (2)> 正向
3.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 移动。
【答案】= 不
【核心突破】
典例1 可逆反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1,在平衡移动时的颜色变化可以用来指示放热过程和吸热过程,某同学的部分实验报告如表所示。下列说法不正确的是( )
1.向左侧烧杯中加入NH4NO3晶体,甲瓶的红棕色变浅。
2.向右侧烧杯中加入CaO固体,乙瓶的红棕色变深
A.甲瓶的红棕色变浅,说明平衡2NO2(g)N2O4(g)向正反应方向移动
B.可根据现象判断NH4NO3晶体溶于水吸热,CaO固体溶于水放热
C.甲瓶中反应的化学平衡常数(K)增大
D.乙瓶中由于反应的化学平衡常数(K)改变,使Qc<K,平衡发生移动
【解析】甲瓶的红棕色变浅,说明NO2浓度降低,平衡2NO2(g)N2O4(g)向正反应方向移动,A项正确;由平衡移动可知,NH4NO3晶体溶于水吸热,CaO固体溶于水放热,B项正确;甲瓶平衡正向移动,则反应的化学平衡常数增大,C项正确;乙平衡逆向移动,则Qc>K,D项错误。
【答案】D
归纳总结:用速率分析化学平衡移动的一般思路
训练1 将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器中,恒温下发生反应:H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH<0,平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是( )
A.a>b B.a=b C.a<b D.无法确定
【解析】该反应为放热反应,绝热下进行反应,温度升高,平衡逆向移动,所以绝热平衡时转化率低于恒温平衡时转化率,即a>b。
【答案】A
训练2 密闭的烧瓶里盛放气体A,在25 ℃时建立平衡:2A(g)B(g) ΔH<0,把烧瓶置于100 ℃的沸水中,在建立新平衡的过程中,烧瓶内混合气体的物理量始终不变的是( )
A.平均相对分子质量
B.密度
C.容器内的压强
D.物质的量
【解析】A项,若反应未达到平衡,则气体的物质的量就会发生变化,由于总质量不变,则气体的平均摩尔质量会发生变化,所以平均相对分子质量也会发生变化,错误;B项,由于该反应混合物都是气体,在任何时刻气体的质量不变,且烧瓶的容积不变,则根据气体的密度计算公式ρ=可知,气体的密度始终不变,正确;C项,若反应未达到平衡,则气体的物质的量会发生变化,容器内的压强也会