专题2 第3单元 第2课时 温度变化对化学平衡的影响 勒夏特列原理（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版）

本高中化学讲义聚焦温度对化学平衡的影响及勒夏特列原理，通过实验探究[Co(H2O)6]2+与[CoCl4]2-转化规律，梳理温度、催化剂对平衡的作用，结合合成氨工业案例构建“实验-理论-实践”学习支架。 资料以实验为基础，通过v-t图像分析培养科学思维，工业案例渗透科学态度与责任。课中实验互动提升教学效率，课后习题与知识拓展助力学生查漏补缺，强化知识应用能力。

第2课时　温度变化对化学平衡的影响　勒夏特列原理 [学习目标]　 1.理解温度、催化剂对化学平衡的影响。 2.学会用图示的方法分析化学平衡移动的问题。 3.能运用化学平衡移动原理解释相关的化学问题。 [对应学生用书P71] 知识点一　温度变化对化学平衡移动的影响 1．实验探究温度变化对化学平衡移动的影响 按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表： 实验 原理 [Co(H2O)6]2+＋4Cl－⥫⥬[CoCl4]2-＋6H2O　ΔH＞0 (粉红色) (蓝色) 实验 步骤 实验 现象 溶液变为　蓝　色 溶液不变色 溶液变为　粉红　色 结论 (平衡 移动的方向) 升高温度，平衡向　正反应　方向移动(即　吸　热方向)，降低温度，平衡向　逆反应　方向移动(即　放　热方向) 2．温度变化对化学平衡移动的影响规律 (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　吸热反应　方向移动； 降低温度，平衡向　放热反应　方向移动。 3．催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时，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。 1．温度升高，正、逆反应速率都加快吗？化学平衡一定向正反应方向移动吗？ 提示　温度升高，v正、v逆都增大，但吸热反应方向的速率增大得快，即v吸＞v放，化学平衡应当向吸热反应方向移动。 2．催化剂能加快反应速率，能提高反应物的转化率吗？ 提示　催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率。平衡不移，故不能提高反应物的转化率。 1．温度对化学平衡的影响 (1)在其他条件不变的情况下温度对化学平衡的影响 升高温度，平衡向吸热反应的方向移动； 降低温度，平衡向放热反应的方向移动。 (2)平衡移动图像(v­t图) ①若aA＋bB⥫⥬cC＋dD　ΔH＜0 ②若aA＋bB⥫⥬cC＋dD　ΔH＞0 (3)注意事项 ①若某反应的正反应为放热反应，则逆反应必为吸热反应，且吸收的热量与放出的热量相等，但反应热符号相反。 ②对同一化学反应，若正反应为吸热反应，升高温度，使v(正)、v(逆)都增大，但v(正)增大的倍数更大，即v′(正)＞v′(逆)，平衡向吸热反应方向移动。反之，降低温度，使v(正)、v(逆)都减小，但v(正)减小的倍数更大，即v′(正)＜v′(逆)，平衡向放热反应方向移动。 2．催化剂对化学平衡的影响 (1)虽然催化剂不能使化学平衡发生移动，但催化剂可缩短可逆反应达到平衡的时间，因此，很多可逆反应仍选择使用催化剂。 (2)催化剂对平衡的影响 图像(v­t图) 1．已知：2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)　ΔH＜0，把烧瓶置于冰水中，下列说法正确的是(　　) A．气体颜色变深　　　 B．正反应速率增大 C．气体的总质量不变 D．烧瓶的压强增大 解析　A错误，温度降低，平衡正向移动，NO2的浓度减小，颜色变浅；B错误，温度降低，正、逆反应速率均减小；C正确，平衡虽然正向移动，但气体的总质量不变；D错误，平衡正向移动，气体的总物质的量减小，烧瓶的压强减小。 答案　C 2．固氮的其中一种方法：N2＋O2⥫⥬2NO，温度和化学平衡常数(K)关系如下表，下列说法正确的是(　　) 温度/℃ 25 2 000 化学平衡常数/(K) 3.84×10-34 0.100 A．该反应为放热反应 B．K与温度、压强均有关系 C．NO与H2O、O2生成铵态氮肥 D．不宜用此方法大规模生成NO 解析　温度升高化学平衡常数增大，是吸热反应，故A错误；K与温度有关，与压强无关系，故B错误；NO与H2O、O2生成硝酸，不是铵态氮肥，故C错误；2 000 ℃平衡常数还很小，不宜用此方法大规模生成NO，能耗过多，故D正确。 答案　D 知识点二　化学平衡移动原理 平衡移动过程中的量变分析 向一密闭容器中通入1 mol N2、3 mol H2发生反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＜0，一段时间后达到平衡，当改变下列条件后，请填写下列内容： (1)若增大N2的浓度，平衡移动的方向是　　　；达新平衡时，氮气的浓度与改变时相比较，其变化是　　　　　　　。但新平衡时的浓度　　　　　　原平衡时的浓度。 (2)若升高温度，平衡移动的方向是　　　　　　　　；达新平衡时的温度与改变时相比较，其变化是　　　　　　。但新平衡时的温度　　　　　原平衡时的温度。 (3)若增大压强，平衡移动的方向是　　　　　　　　；达新平衡时的压强与改变时相比较，其变化是　　　　　　。但新平衡时的压强　　　　原平衡时的压强。 提示　(1)正向移动　减小　大于 (2)逆向移动　降低　高于 (3)正向移动　减小　大于 勒夏特列原理 1．定义：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。简单记忆：改变―→减弱这种改变。 2．勒夏特列原理的适用条件 (1)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。 (2)勒夏特列原理不仅适用于化学平衡，也适用于其他平衡体系，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。 化学平衡移动规律 1．一般规律 2．特殊情况 (1)压强的改变只有导致浓度的改变才会导致化学反应速率的改变，进而影响平衡移动。所以“惰性气体”的加入一定要看清“恒容”还是“恒压”。 (2)溶液中发生的可逆反应，一定要依据“离子反应方程式”进行分析判断。 1．已知反应A2(g)＋2B2(g)⥫⥬2AB2(g)的ΔH<0，下列说法正确的是(　　) A．升高温度，A2的转化率增大 B.升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间 C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动 D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动 解析　升高温度，化学平衡逆向移动，A2的转化率减小；增大压强，平衡正向移动。 答案　B 2．下列事实中，不能用勒夏特列原理加以解释的是(　　) A．H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深 B．将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体颜色变浅 C．硫酸工业中，为提高SO2的转化率，向SO2、O2、SO3混合体系中加O2 D．合成氨工业中，加压更有利于氨气的生成 解析　A正确：加压后碘的浓度增大，但平衡没有发生移动，因此不能用勒夏特列原理解释；B错误：因为温度改变，平衡发生移动，能用勒夏特列原理解释；C错误：增加一种反应物浓度，平衡正向移动，另一种反应物转化率增大，能用勒夏特列原理解释；D错误：该反应为反应前后气体化学计量数之和减小的反应，因此加压平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释。 答案　A 勒夏特列原理的应用范围 勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题，不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释，常见的有： (1)使用催化剂不能使化学平衡发生移动； (2)反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； (3)化学反应本身不是可逆反应； (4)外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 知识点三　化工生产中实际反应条件的选择 2024年是合成氨工业先驱哈伯(P·Haber)获得诺贝尔奖106周年。工业合成氨工艺流程如图所示： 已知在不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1∶3)。 则： 1．合成氨反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol-1，该反应有何特点？ 提示　该反应有以下三个特点： ①可逆反应，②正反应为放热反应，③正反应是气体总体积缩小的反应。 2．从影响反应速率的角度考虑，增大合成氨反应速率的措施有哪些？ 提示　措施主要有：①增大反应物(N2和H2)的浓度，②升高温度，③增大压强，④使用催化剂。 3．从影响化学平衡的角度考虑，提高平衡混合气体中氨含量的措施有哪些？ 提示　采取的措施有：①增大反应物(N2、H2)的浓度，②降低温度，③增大压强。 4．根据理论分析，结合表中数据，氨的含量最高的反应条件是什么？实际工业生产中为什么不选择该反应条件？ 提示　生成物中NH3的含量最高(即为98.8%)的条件为200 ℃、100 MPa。但实际生产中压强不能太大，因压强过高，对生产设备的要求也高，难以实现。 5．合成氨反应条件的选择原则是什么？合成氨生产的适宜条件是什么？ 提示　(1)原则：①尽量提高反应物的转化率，充分利用原料，②选择较快的化学反应速率，提高单位时间内的产量。(2)适宜条件为温度：700 K；浓度：N2、H2投料比1∶2.8；压强：1×107～1×108 Pa；催化剂：选择铁作催化剂。 合成氨生产的适宜条件 1．合成氨条件的选择原则 (1)尽量增大反应物的转化率，充分利用原料。 (2)选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量。 (3)考虑设备和技术条件。 2．合成氨的适宜条件 反应 条件 对化学反应速率的影响 对平衡混合物中氨的含量的影响 合成氨条件的选择 增大 压强 有利于提高反应速率 有利于提高平衡混合物中氨的含量 压强增大，有利于氨的合成，但需要的动力大，对材料、设备等要求高，因此，工业上一般采用的压强为1×107～1×108 Pa 升高 温度 有利于提高反应速率 不利于提高平衡混合物中氨的含量 合成氨时温度要适宜。工业上一般控制反应温度在700 K左右 增大反应 物浓度 有利于提高反应速率 N2和H2的浓度之比为1∶3时，平衡转化率最高 实验表明，N2和H2的浓度比为1∶2.8时，更能促进合成氨反应的进行。工业上通常用N2与H2物质的量之比为1∶2.8的比例投料，并且及时分离出NH3，促使平衡正向移动 使用催 化剂 有利于提高反应速率 没有影响 工业上一般选择铁作催化剂，使反应能在较低温度下较快进行 1．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是(　　) A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以合成氨工厂的效率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在500 ℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨工厂采用的压强是10 MPa～30 MPa，因为在该压强下铁触媒的活性最大 解析　虽然反应出来的混合气体中NH3的含量比较低，但原料循环使用，连续化生产，所以生产氨的工厂效率不低，A错误；由于氨易液化，可以分离出氨气，使平衡正向移动，提高原料转化率，而且N2、H2循环使用，所以总体来说氨的产率很高，B正确；合成氨是放热反应，所以低温时有利于平衡正向移动，但反应速率跟温度有关，温度越高速率越大，所以在选择温度时既保证一定速率，又保证平衡尽量向正反应移动，同时还要确保催化剂活性，因为催化剂活性跟温度关系极大，一般合成氨反应控制在500 ℃是为了保证催化剂活性最大，不是为了使化学平衡向正反应方向移动，C错误；合成氨的反应是分子数减小的反应，高压有利于平衡向正反应方向移动，且能提高正反应速率，跟催化剂无关，D错误。 答案　B 2．对于合成氨工业，只从提高原料转化率看，从下列条件中选择最适宜的组合是(　　) ①高温　②低温　③低压　④高压　⑤催化剂　⑥加氨　⑦除氨 A．②④⑤　　　　　　　 B．②④⑦ C．①④⑤ D．②③⑥ 解析　N2＋3H2⥫⥬2NH3　ΔH＜0，反应是气体体积减小的放热反应，根据勒夏特列原理分析可知高温下，平衡逆向移动，反应物转化率减小，①错误；低温条件下，平衡正向移动，反应物转化率增大，②正确；反应是气体体积减小的反应，低压平衡逆向移动，反应物转化率减小，③错误；在高压条件下，平衡正向移动，反应物转化率增大，④正确；催化剂改变反应速率不改变化学平衡，反应物转化率不变，⑤错误；加入氨气，平衡逆向移动，反应物转化率减小，⑥错误；除氨，减小生成物浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大，⑦正确。 答案　B [对应学生用书P75] 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。下列说法错误的是(　　) 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 2．已知反应：COCl2(g)⥫⥬CO(g)＋Cl2(g)　ΔH＞0，反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，其中能提高COCl2转化率的是(　　) A．①②④　　　　　　　 B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 解析　②恒容通入惰性气体，平衡不移动；③增加CO浓度，平衡左移，COCl2转化率降低，⑤加入催化剂，平衡不移动。 答案　B 3．某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋Y(g)⥫⥬2Z(g)　ΔH＜0。如下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是(　　) A．t2时一定加入了催化剂 B．t3时减小了压强 C．t5时可能升高了温度 D．t4～t5时间内转化率最低 解析　由图可知，t2时刻改变条件，正、逆反应速率增大且相等，若增大压强平衡也不发生移动，则t2时不一定加入了催化剂，A错误；若减小压强，平衡不发生移动，t3时刻改变条件，正、逆反应速率均减小，且逆反应速率大于正反应速率，与图像不符，B错误；t5时刻改变条件，正、逆反应速率增大，且逆反应速率大于正反应速率，若升高温度，平衡逆向移动，与图像符合，C正确；催化剂对平衡移动无影响，t3～t4时间内平衡逆向移动，转化率减小，t5～t6时间内平衡逆向移动，转化率继续减小，显然t5～t6时间内转化率比t4～t5时间内转化率低，D错误。 答案　C 4．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．新制氯水久置后颜色变浅 B．反应3H2(g)＋N2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0，采取高压措施可提高NH3的产量 C．反应CO(g)＋NO2(g)⥫⥬CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，达平衡后，升高温度体系颜色变深 D．对于平衡体系2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)，缩小容积可使颜色变深 解析　新制氯水久置，次氯酸分解，次氯酸浓度减小，氯气和水的反应平衡正向移动，氯气浓度降低，能用勒夏特列原理解释溶液颜色变浅，故不选A；反应3H2(g)＋N2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0，增大压强平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释采取高压措施可提高NH3的产量，故不选B；反应CO(g)＋NO2(g)⥫⥬CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，正反应放热，达平衡后，升高温度，平衡逆向移动，NO2浓度增大，能用勒夏特列原理解释体系颜色变深，故不选C；对于平衡体系2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)，缩小容积，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释体系颜色变深，故选D。 答案　D 5．一定条件下，A(g)＋B(g)⥫⥬C(g)　ΔH＜0，达到平衡后根据下列图像判断： (1)升高温度，达到新平衡的是　　　　(填“A”“B”“C”“D”或“E”，下同)，新平衡中C的体积分数　　　　(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (2)减小压强，达到新平衡的是　　　　　，A的转化率　　　　。 (3)减小C的量，达到新平衡的是　　　　。 (4)增加A的量，达到新平衡的是　　　　，此时B的转化率　　　　，A的转化率　　　　。 (5)使用催化剂，达到新平衡的是　　　　，C的质量分数　　　　。 解析　A图v′(正)突增，v′(逆)从原平衡渐增，故为增大反应物浓度；B图v′(逆)、v′(正)均突增且v′(逆)＞v′(正)，故为升温[若加压v′(正)＞v′(逆)]；C图v′(逆)、v′(正)均突减，故为改变温度或压强，由v′(逆)＞v′(正)知为减压；D图v′(逆)＝v′(正)，故为使用催化剂；E图v′(逆)突减，v′(正)从原平衡逐渐减小，故为减小生成物浓度。 答案　(1)B　减小　(2)C　减小　(3)E　(4)A　增大　减小　(5)D　不变 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$