2.2.4 温度、催化剂对化学平衡的影响（课件）-【化学可以这样讲】2024-2025学年高二化学同步教学课件+习题（人教版2019选择性必修1）

浓 度 复习提问 化学反应速率 温 度 压 强 催化剂 1. 影响化学反应速率的外界条件主要有哪些？ 2. 平衡移动的原因？ 旧平衡 v(正)=v(逆） 条件改变 影响速率 v`(正)=v`(逆） 平衡不移动 v`(正)＞v`(逆） 平衡被破坏 v`(正)≠v`(逆） v`(正)＜v`(逆） 正向移动 逆向移动 外在条件的改变，影响了反应速率，造成新的正逆反应速率不等，平衡发生移动。 第四课时 温度、催化剂化学平衡的影响 第二章　化学反应速率与化学平衡 第二节　化学平衡 2 素养要求 1.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，温度改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。 2.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)。 3 【交流讨论】 若其他条件不变，改变温度，化学平衡如何移动？ 2NO2（红棕色）⇌N2O4（无色） ΔH ＜0 预测：改变温度，若颜色加深则化学平衡向逆反应方向移动；若颜色变浅则化学平衡向正反应方向移动。 如何设计实验探究温度对平衡的影响？ 注意：观察现象，分析原因，总结结论 1 温度、催化剂对化学平衡的影响 5 任务一 温度、催化剂对化学平衡的影响 【实验2-3】如图2-7所示，把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶，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。观察混合气体颜色的变化。 实验原理 2NO2 ⇌N2O4 　 ∆H＝－ 56.9KJ/mol （红棕色） （无色） （一）温度对化学平衡的影响 任务一 温度、催化剂对化学平衡的影响 实验 浸泡在热水中 浸泡在冷水中 现象 结论 热水中混合气体颜色变深 热水中混合气体颜色变浅 混合气体受热时颜色加深，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 1、温度对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时，升高温度，会使化学平衡向吸热反应的方向移动； 降低温度，会使化学平衡向放热反应的方向移动。 【特别提醒】　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。 平衡移动削弱条件改变 任务一 温度、催化剂对化学平衡的影响 已知mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)　ΔH＜0，当反应达到平衡后，若t1时刻升温或降温，试补充出v正、v逆随时间变化的曲线。 ①t1时刻，若升温，v′正、v′逆均增大，但v′逆增大幅度大，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动； ②t1时刻，若降温，v′正、v′逆均减小，但v′逆减小幅度大，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。 【思考交流】 2、用v—t图像分析温度对化学平衡的影响 典例剖析 任务一 温度、催化剂对化学平衡的影响 C 任务一 温度、催化剂对化学平衡的影响 3．速率解释 在其它条件不变的情况下，升高温度，不管是吸热反应还是放热反应，反应速率都增大，但吸热反应增大的倍数大于放热反应增大的倍数，故平衡向吸热反应的方向移动。 任务一 温度、催化剂对化学平衡的影响 （二）压强对化学平衡的影响 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。 活化分子最低能量E 活化分子最低能量E′ 不改变ΔH，平衡不移动，不改变K 催化剂降低反应活化能，同等程度地改变v正和v逆，化学平衡不移动，但改变反应达到平衡所需的时间。 【解释说明】 任务一 温度、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 (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。 【温馨提示】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，也可使用负催化剂，减慢反应速率。 2．催化剂对化学平衡的影响 其他条件不变，催化剂不能改变达到平衡时混合物的组成，但能改变反应达到化学平衡所需的时间。 典例剖析 D A.图I研究的是t0时刻增大 A 的浓度对反应速率的影响 B.图II研究的是t0时刻加入催化剂或通入氦气使压强增大后对反应速率的影响 C.图III研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高 D.图III研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高 【题后归纳】 任务一 温度、催化剂对化学平衡的影响 分析化学平衡移动的思维模型 概念辨析 (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，化学平衡向正反应方向移动 （ ） (3)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低 （ ） (4)升高温度，化学平衡常数一定增大 （ ） (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)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 （ ） (7)催化剂能加快反应速率，提高物质单位时间内的产量，也能提高反应物的转化率 （ ） √ √ √ × × × × 2 勒夏特列原理 16 任务二 再探平衡移动 1．勒夏特列原理 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。 任务二 再探平衡移动 (2) 2NO2（红棕色）⇌N2O4（无色） ΔH ＜0 其他条件不变，若增大压强，平衡向正反应方向移动，颜色比原来变浅，对吗？ (1) 勒夏特列原理适用于任何情况下的可逆反应吗？ ★ （1）适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不适用； ★ （2）“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。 如平衡2NO2(红棕色) ⇌ N2O4(无色)，增大压强，气体颜色先加深，后变浅。但比原平衡时颜色深。 2．适用范围及应用 【交流讨论】 任务二 再探平衡移动 在工业生产中通过以下途径提高合成氨的产率，利用有关知识分析采取这些措施的原因： 1．向反应器中注入过量N2 2．采用适当的催化剂 3．在高压下进行反应 4．在较高温度下进行反应 已知反应 N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1 分析应用 任务二 再探平衡移动 思考并完成下列表格 2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) 条件的改变 平衡移动的方向 新平衡建立时 具 体 增大O2的浓度 减小SO3的浓度 增大压强 升高温度 抽象 改变一个条件 向右即O2浓度减小的方向 向右即SO3浓度增大的方向 SO3浓度较原平衡小 O2浓度较原平衡大 减弱这种改变 向左即温度降低的方向 向右即压强减小方向 不能抵消这种改变 平衡温度比旧平衡高 总压强比原平衡大 分析应用 【几种特殊的情况】 任务二 再探平衡移动 1．只改变反应速率，而不使平衡发生移动的措施 (1)使用催化剂。 (2)若前后气体计量数相等，改变压强。 2．“惰性气体”对化学平衡的影响 (1)恒温、恒容条件： 原平衡体系 体系总压强增大―→体系中各反应成分的浓度不变―→平衡不移动。 【几种特殊的情况】 (2)恒温、恒压条件： 原平衡体系 容器容积增大―→各组分的浓度减小。 反应前后体积不变的平衡不移动，体积改变的反应平衡向气体体积增大的方向移动 任务二 再探平衡移动 任务二 再探平衡移动 反应2X(g)＋Y(g) ⇌2Z (g) △H＜0 ，在不同温度（T1和T2）及压强（P1和P2）下，产物Z的物质的量（nZ）与反应时间的关系如图所示，下述判断正确的是（ ） A． T1＜T2 ， P1＜P2 B． T1＜T2 ，P1＞P2 C． T1＞T2 ，P1＞P2 D． T1＞T2 ，P1＜P2 C O n(Z) t T1P1 T1P2 T2P1 典例剖析 小组小结 1.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，温度改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。 2.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)。 当 堂 练 习 3 25 任务三 限时训练 C 任务三 限时训练 B 任务三 限时训练 A 任务三 限时训练 A D 任务三 限时训练 3.如图所示，将充满NO2和N2O4混合气体的三个烧瓶关闭弹簧夹后，分别置于盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中，下列叙述正确的是(　　) A.(3)中烧瓶气体中c(NO2)最大 B.NH4Cl溶于水时放出热量 C.2NO2N2O4是放热反应 D.(2)中烧瓶内气体的压强比(1)大 eq \o(――→,\s\up17(充入“惰性气体”),\s\do15(　)) eq \o(――→,\s\up17(充入“惰性气体”),\s\do15(　)) 1.(2023·南阳六校高二联考)一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0，若要使Z的平衡产率升高，可采取的措施是(　　) A.加入催化剂 B.升高温度 C.降低温度 D.减小压强 2.(2023·山东师大附中高二月考)处于平衡状态的反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH>0，不改变其他条件的情况下，下列说法合理的是(　　) A.加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也将随之改变 B.升高温度，正、逆反应速率都增大，H2S的分解率也增大 C.改变容积增大压强，平衡向逆反应方向移动，混合气体密度不变 D.若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，与原平衡相比H2的浓度将减小 3.(2023·佛山一中高二月考)对于平衡体系mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，下列结论中错误的是(　　) A.保持其他条件不变，升高温度，D的体积分数增大说明该反应的ΔH＜0 B.若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为 m∶n C.若温度不变，且m＋n＜p＋q，将容器的体积缩小到原来的一半，达到新平 衡时A 的浓度相比原来的浓度增大了 D.若m＋n＝p＋q，则向含有a mol 气体的平衡体系中再加入a mol 的B气体， 达到新平衡时，气体的总物质的量等于2a mol 5.(2023·长治、忻州高二联考)某恒容密闭容器中存在可逆反应2A(g)＋3B(g)D(g)＋2E(g)　ΔH<0，反应开始后正、逆反应速率随着时间的变化情况如图所示，下列说法中正确的是(　　) A.t1～t2时间段内，3v正(B)＝2v逆(E) B.t2～t3时间段内平衡向右移动 C.t2时刻改变的条件是降低温度 D.t2时刻向容器中加生成物的同时分离出反应物 $$