2.2.4 影响化学平衡的因素(二)-【优化探究】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步导学案配套课件 人教版（2019）双选

第二节　化学平衡 第4课时　影响化学平衡的因素(二) 优化探究 第二章　化学反应速率与化学平衡 [课程标准要求]　了解温度对化学平衡状态的影响。 任务一　温度对化学平衡的影响 任务二　勒夏特列原理(又称化学平衡移动原理) 课时作业　巩固提升 任务一　温度对化学平衡的影响 1.实验原理:NO2反应生成N2O4的体系中存在平衡:2NO2(g)(　　　　色) ⥫⥬N2O4(g)(　　　　色)　ΔH=-56.9 kJ·mol-1。  红棕 无 2.实验装置与现象 实验 装置   实验 现象 放进热水中 放进冰水中 烧瓶内颜色　　　  烧瓶内颜色　　　  加深 变浅 3.实验结论 其他条件不变的情况下,升高温度,会使化学平衡向　　　　　　的方向移动;降低温度,会使化学平衡向　　　　　　的方向移动。  吸热反应 放热反应 4.用v⁃t图像分析温度对化学平衡的影响 (1)aA+bB⥫⥬cC+dD　ΔH<0   (2)aA+bB⥫⥬cC+dD　ΔH>0   (1)t2时刻,升高温度,使v正'、v逆'都　　　　,但　　　　增大的程度大,则 v逆'　　　　v正',平衡向　　　　(即　　　　热反应)方向移动;降低温度,使v正'、v逆'都　　　　,但　　　　减小的程度大,则v正'　　　　v逆',平衡向　　　　(即　　　　热反应)方向移动。  (2)t2时刻,升高温度,使v正'、v逆'都　　　　,但　　　　增大的程度大,则v正'　　　　v逆',平衡向　　　　(即　　　　热反应)方向移动;降低温度,使v正'、v逆'都　　　　,但　　　　减小的程度大,则v逆'　　　　v正',平衡向　　　　(即　　　　热反应)方向移动。  增大 v逆' > 逆反应 吸 减小 v逆' > 正反应 放 增大 v正' > 正反应 吸 减小 v正' > 逆反应 放 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,但反应物的平衡转化率可能降低。(　　) 4.C(s)+CO2(g) ⥫⥬2CO(g)　ΔH>0,其他条件不变时,升高温度,反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大。(　　) √ × √ √ 在一定条件下的密闭容器中发生反应:N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)　ΔH>0,达到平衡时: (1)降低温度,该反应的平衡常数　 　(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。  (2)升高温度,NO2的体积分数　　 ,混合气体的平均摩尔质量　　　。  减小 增大 减小 1.(双选)(2024·广西南宁高二检测)反应mA(g)+nB(g) ⥫⥬eC(g)+fD(g),反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.达到平衡后,加入催化剂则C%增大 B.化学方程式中n<e+f C.达到平衡后,若升温,平衡左移 D.达到平衡后,增加A的量有利于平衡向右移动 CD 根据图像知,升高温度,C的百分含量减小,则该反应的正反应是放热反应;增大压强,C的百分含量增大,则平衡向正反应方向移动,所以该反应是一个气体体积减小的可逆反应。达到平衡后,加入催化剂不改变平衡,C的百分含量不变,故A错误;压强增大,C的百分含量增大,说明平衡正向进行,正反应是气体体积减小的反应,n+m>e+f,无法判断n<e+f,故B错误;升高温度,C的百分含量减小,则该反应的正反应是放热反应,达到平衡后,若升温,平衡左移,故C正确;A为气体反应物,达到平衡后,增加A的量有利于平衡向右移动,故D正确。 2.在体积一定的密闭容器中,反应Fe(s)+CO2(g)⥫⥬FeO(s)+CO(g)达到平衡。该反应的平衡常数K与温度的关系如表所示: (1)该反应的化学平衡常数表达式是　 。  (2)该反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。  (3)若升高温度,CO2转化率的变化是　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。  (4)若降低温度,混合气体的密度　　　　。  温度/℃ 500 700 900 K 1.00 1.47 2.40 K= 吸热 增大 增大 由表格中数据可知,温度升高,K增大,推知温度升高,平衡向正反应方向移动,故此反应的正反应为吸热反应。 任务二　勒夏特列原理(又称化学平衡移动原理) 1.定义: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　　　　这种改变的方向移动。  2.注意事项: (1)适用范围:适用于任何动态平衡体系(如在第三章将学到的电离平衡、沉淀溶解平衡等),非平衡状态不能用此来分析。 (2)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,可概括为“外变大于内变”。 减弱 3.应用:在化学工业和环境保护等领域有十分重要的应用,可以更加科学、有效地调控和利用化学反应。 特别提醒　(1)催化剂能够同等程度地改变正反应速率和逆反应速率,因此,它对化学平衡的移动没有影响。催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成,但是,能改变反应达到平衡所需的时间。 (2)勒夏特列原理是一个经验规律,应用中会遇到一些特例,如CaCO3⥫⥬CaO+CO2达到平衡时,缩小容器体积,再次平衡后,CO2的浓度和分压均不变。 1.在分析平衡移动方向时,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。(　　) √ × √ 在密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+C(s)⥫⥬2CO(g)　ΔH>0,达到平衡后,若改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化。 (1)增加C(s),则平衡　　　　(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”,下 同),c(CO2)　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。  (1)C为固体,增加C的量,各物质的浓度不变,平衡不移动,c(CO2)不变。 不移动 不变 (2)保持温度不变,增大反应容器的容积,则平衡　　　 　,c(CO) 　　　　,n(CO)　　　　。  (2)温度不变,增大反应容器的容积,即减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,即正向移动,c(CO)减小,但n(CO)增大。 正向移动 减小 增大 (3)保持反应容器的容积和温度不变,通入He,则平衡　　　　,c(CO2) 　　　　。  (3)通入He,但容积和温度不变,平衡不移动,c(CO2)不变。 不移动 不变 (4)保持反应容器的容积不变,升高温度,则平衡　　 　　,c(CO) 　　　　。   (4)容积不变,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即正向移动,c(CO)增 大。 正向移动 增大 1.下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是　　　　(填字母)。  A.溴水中存在如下平衡:Br2+H2O⥫⥬HBr+HBrO,当加入NaOH溶液后颜色变浅 B.对2H2O2⥫⥬2H2O+O2的反应,使用MnO2可加快制备O2的反应速率 C.反应:CO(g)+NO2(g)⥫⥬CO2(g)+NO(g)　ΔH<0,升高温度,平衡向逆反应方向移动 D.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0,为使氨的产率提高,理论上应采取低温高压的措施 E.H2(g)+I2(g)⥫⥬2HI(g),缩小体积加压后颜色加深 BE B项,催化剂只能改变反应速率,对化学平衡的移动无影响;E项,颜色加深是因为体积减小,浓度增大,而平衡不移动。 2.在一密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0,在某一时刻达到平衡,测得c(N2)=1 mol·L-1,容器内压强为p,温度为T。 (1)再向容器中通入N2,使其浓度变为2 mol·L-1,并保持容积不变,再次达到平衡时c(N2)的范围是　 。  (2)将容器体积缩小至平衡时的一半,并保持温度不变,再次达到平衡时压强p'的范围是　　　　　　。  (3)迅速升温至t1,并保持容积不变,且不与外界进行热交换,再次达到平衡时,温度T'的范围是　　　　　　。  1 mol·L-1<c(N2)<2 mol·L-1 p<p'<2p T<T'<t1 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 对点训练 题组一　温度对化学平衡的影响 1.已知反应:2NO2(g)⥫⥬N2O4(g),把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用弹簧夹夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水里,把烧瓶B放入冰水里,如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是(　　) 9 10 2 3 4 5 6 7 8 1 A.上述过程中,A烧瓶内正、逆反应速率均加快 B.上述过程中,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大 C.上述过程中,A、B烧瓶内气体密度均保持不变 D.反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)的逆反应为放热反应 答案:D 9 10 2.如图所示的直形石英玻璃封管中充有CO气体。左端放置不纯的镍(Ni)粉。在一定条件下,Ni可以与CO(g)发生如下反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)　ΔH<0,但Ni粉中的杂质不与CO(g)发生反应,玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350 K和470 K,经过足够长时间后,右端的主要物质是(　　) A.纯Ni(s)和Ni(CO)4(g) B.纯Ni(s)和CO(g) C.不纯Ni(s)和CO(g) D.不纯Ni(s)和Ni(CO)4(g) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 B 10 由题给信息可知,该反应放热,则温度升高,平衡左移,生成Ni和CO,由于右端温度稳定在470 K,所以右端主要物质是纯Ni(s)和CO(g),故B正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 3.已知反应:A2(g)+2B2(g)⥫⥬2AB2(g)　ΔH<0,下列说法正确的是(　　) A.达到平衡后,升高温度有利于该反应平衡正向移动 B.达到化学平衡时,v正(A2)=2v逆(B2) C.升高温度,正向反应速率增大,逆向反应速率减小 D.达到平衡后,降低温度,A2气体的转化率增大 2 3 4 5 6 7 8 1 9 D 10 升高温度,平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应放热,则平衡逆向移动,故A项错误;达到化学平衡时,v正(A2)=v逆(B2),故B项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,故C项错误;降低温度,平衡向放热反应方向移动,即向正反应方向移动,则A2气体的转化率增大,故D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 4.一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+NO2(g)⥫⥬CO2(g)+NO(g),达到化学平衡后,降低温度,混合物的颜色变浅,下列有关该反应的说法正确的是(　　) A.正反应为吸热反应 B.正反应为放热反应 C.降温后CO的浓度增大 D.降温后各物质的浓度不变 2 3 4 5 6 7 8 1 9 B 10 降低温度,混合物的颜色变浅,说明NO2的浓度减小,平衡正向移动,正反应为放热反应,CO的浓度减小。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 5.对于在一定体积的密闭容器中进行的放热反应: A(g)+B(g)⥫⥬C(g)+D(g),初始时加入的A和B的物质的量是相等的,在温度为t1时反应达到平衡,c1(A)=c1(B)=1.0 mol·L-1,其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为c2(A)和c2(B),平衡常数为 K2。则下列说法正确的是(　　) A.K1=K2　　　　　　 B.K2<K1 C.c2(A)<c2(B) D.c1(A)>c2(A) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 B 10 由于初始时加入A和B的物质的量是相等的,又由于A和B的化学计量数之比始终是1∶1,所以在任何时刻A和B的浓度都相等;由于升高温度,平衡逆向移动,则达到新平衡时,A、B的浓度增大,C、D的浓度减小。因此由平衡常数表达式可得平衡常数减小,故K2<K1,c2(A)>c1(A),B项正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 题组二　平衡移动原理(勒夏特列原理) 6.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A.已知FeCl3溶液中存在:Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3+3H+　ΔH>0,若加热蒸 干,最终得不到无水FeCl3固体 B.红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅 C.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 D.使用催化剂,提高合成氨的生产效率 2 3 4 5 6 7 8 1 9 D 10 7.两个体积相同带活塞的容器,分别盛装一定量的NO2和Br2(g),都为一样的红棕色,迅速将两容器同时压缩到原来的一半(如图),假设气体不液化,则下列说法正确的是(　　) A.a→a'过程中,颜色突然加深,然后逐渐变浅,最终颜色比原来的浅 B.a'、b'的颜色一样深 C.a'的压强比a的压强的2倍要小,b'的压强为b的压强的2倍 D.a'中的c(NO2)一定比b'中的c(Br2)小 2 3 4 5 6 7 8 1 9 C 10 a→a'过程中,2NO2⥫⥬N2O4平衡正向移动,但增大压强,不论平衡怎样移动,新平衡时各物质(气体)的浓度仍比原平衡时的大,故最终颜色比原来的深,A错误;a在压缩过程中一定有NO2转化成N2O4,故a'中NO2的物质的量比a中小,而b和b'中Br2的物质的量相等,故a'颜色应比b'中的浅,B错误、C正确;无法确定c(NO2)和c(Br2)的相对大小,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 8.一定温度下,向某容积可变的密闭容器中加入足量碳酸钙,发生反应: CaCO3(s)⥫⥬CaO(s)+CO2(g),并达到平衡。下列说法正确的是(　　) A.保持容器容积不变,再充入CO2,平衡向逆反应方向移动,CO2的浓度增大 B.将容器容积增大为原来的2倍,当体系再次达到平衡时,气体密度不变 C.增加CaCO3(s)的物质的量,平衡向正反应方向移动,CO2的浓度增大 D.将容器容积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度为原来的2倍 2 3 4 5 6 7 8 1 9 B 10 保持容器容积不变,再充入CO2,平衡向逆反应方向移动,再次平衡时Q=K,由于K=c(CO2),温度不变,K不变,因此CO2的浓度不变,A项错误;将容器容积增大为原来的2倍,压强减小,平衡向正反应方向移动,达到平衡时温度不变,则K=c(CO2)不变,即c(CO2)不变,则容器内气体的密度不变,B项正确;CaCO3(s)为固体,增加其物质的量,平衡不移动,CO2的浓度不变,C项错误;将容器容积缩小为原来的一半,压强增大,平衡向逆反应方向移动,但由于K不变,则平衡时CO2的浓度不变,D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 3 4 5 6 7 8 1 9 9.(双选)(2024·黑龙江大庆高二检测)反应mX(g) ⥫⥬nY(g)+pZ(g)　ΔH,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所 示。下列说法正确的是(　　) A.该反应的ΔH<0 B.m>n+p C.B、C两点化学平衡常数:KB<KC D.A、C两点的反应速率:v(A)<v(C) CD 10 2 3 4 5 6 7 8 1 9 对比A、B两点,升高温度,Y的体积分数增大,说明反应正向吸热,ΔH>0,故A错误;对比A、C两点,增大压强,Y的体积分数减小,说明反应正向气体分子数增大,m<n+p,故B错误;由A项分析可知,该反应为吸热反应,温度越高,平衡常数越大,相同温度下平衡常数相等,有KB<KA=KC,故C正确;有气体参加的反应,相同温度下增大压强,反应速率增大,即v(A)<v(C),故D正确。 10 2 3 4 5 6 7 8 1 9 综合强化 10.氮元素的单质及其化合物在农业生产、生活、国防和科技方面都有着重要作用,但一些氮的化合物又会对环境造成污染。因此,如何利用氮及氮的化合物是科研人员的重要研究课题。已知:N2O4(无色)⥫⥬2NO2(红棕色)。请回答下列有关问题: (1)将两个烧瓶分别浸泡在热水和冰水中,如图1所示。 一段时间后发现,左侧烧瓶中气体颜色加深,右侧烧瓶 中气体颜色变浅,由图中现象说明该反应为_________　 (填“放热”或“吸热”)反应。  吸热 10 2 3 4 5 6 7 8 1 9 (2)将一定量的NO2和N2O4充入注射器后封口,用注射器活塞改变气体体积的过程中,测得气体透光率随时间的变化如图2所示(气体颜色越深,透光率越小)。图中b点的操作为______________; c点时,v正　　(填“>”“<”或“=”)v逆,理由: _____________________________________________。  压缩注射器 < 透光率增大,气体颜色变浅,说明平衡逆向移动 10 2 3 4 5 6 7 8 1 9 (3)在容积为2 L的容器中,通入一定量的N2O4,100 ℃时,体系中各物质的浓度随时间变化的数据如表: ①在0~20 s时段,反应速率v(NO2)=　　　　　　　　　。  ②在该温度下,N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)的平衡常数K=　　　　。  时间/s 0 20 40 60 80 c(N2O4)/(mol·L-1) 0.10 0.07 0.045 0.04 0.04 c(NO2)/(mol·L-1) 0 0.06 0.11 0.12 0.12 0.003 mol·L-1·s-1 0.36 10 2 3 4 5 6 7 8 1 9 ③改变条件使反应重新达到平衡时,要使的值变小,可采取的措施有　　　　(填字母)。  A.升高温度 B.增大N2O4的起始浓度 C.使用合适的催化剂 D.缩小体积 BD 10 $$