2.2.3 影响化学平衡的因素（温度、催化剂）及勒夏特列原理 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

新人教版 化学 选必1 第二章 化学反应速率 与化学平衡 第二节 化学平衡 第3课时 影响化学平衡的因素 1. 阅读课本P36-39,通过实验探究，知道温度、催化剂对化学平衡移动的影响规律。 2.通过阅读课本P39-40，熟记勒夏特列原理定义并能根据其原理判断平衡移动的方向。 3.学会图像分析外界条件对化学平衡的影响。 教学目标 新课导入 meiyangyang8602 思考：从CO中毒抢救方案中，你对化学平衡状态有什么新的认识？ 抢救CO中毒的患者，应首先要让患者迅速脱离中毒环境，转移到通风、空气流通的地方，积极纠正缺氧，可以及时用鼻导管或者面罩给予高浓度氧气。同时尽快拨打120，转移至有高压氧舱治疗的医院，高压氧舱治疗是一氧化碳中毒的首选方法，应该及时尽快给予高压氧舱治疗，改善机体组织的缺氧。 人体血液中的血红蛋白(Hb)可与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。 若肺中吸入CO会发生反应 CO＋HbO2 O2＋HbCO，HbCO浓度达到HbO2浓度的0.02倍时，会使人智力受损。 改变外界条件，平衡状态会发生移动。 新课导入 观看 一、化学平衡的移动 1.化学平衡移动 一定条件下 的化学平衡 条件改变 反应速率改变且变化量不同 平衡被破坏 非平衡状态 一段时间后 新条件下的 新化学平衡 v正＝ v逆 反应混合物中各组分的浓度恒定 v正≠ v逆 反应混合物中各组分的浓度发生变化 v'正＝ v'逆 反应混合物中各组分的浓度恒定 破坏旧平衡 建立新平衡 化学平衡的移动 任何可逆反应的终极目标是使 Q=K，即达到平衡 一、化学平衡的移动 由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程 v t V’正=V’逆 V正=V逆 t1 V’正 V’逆 t2 V正 V逆 t3 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅱ 改变反应条件 化学平衡1 Q ＝ K 不平衡 Q ≠ K 一段时间 化学平衡2 2.化学平衡移动的图像分析 一、化学平衡的移动 在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，化学体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。 （1）研究对象 已建立平衡状态的体系 （2）平衡移动的本质原因 v正≠ v逆 各组分的百分含量发生改变。 3.化学平衡移动的定义 7 v正＞ v逆： 平衡向正反应方向移动 v正＜ v逆： 平衡向逆反应方向移动 v正＝ v逆： 平衡未被破坏，平衡不移动 (1)速率判断： 条件改变 Q＜K，反应向正方向进行 Q = K，反应达到平衡状态 Q ＞K，反应向逆方向进行 (2)浓度商判断： 对于一般的可逆反应： mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) 一、化学平衡的移动 4.化学平衡移动方向的判断方法 【例1】对于已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动，下列有关叙述正确的是 ①生成物的质量分数一定增加 ②生成物的产量一定增加 ③反应物的转化率一定增大 ④反应物浓度一定降低 ⑤正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥使用了合适的催化剂 A．①② B．②⑤ C．③④ D．④⑥ B 典例剖析 改变哪些反应条件可使Q ≠ K，从而改变化学平衡状态? 平衡常数只与温度有关 lnKθ＝- ∆rHm RT ＋C θ ＝Q cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) 浓度商只与浓度有关 改变温度 使K发生改变 改变浓度 使Q发生改变 思考讨论 10 二、影响化学平衡移动的因素 3.温度对化学平衡的影响 若其他条件不变，改变温度，化学平衡如何移动？ 2NO2(g) N2O4(g) 红棕色 无色 ∆H ＝-56.9 kJ/mol 【想一想】 1. NO2平衡球颜色的深浅能代表什么？ 2. 改变温度，NO2平衡球颜色发生变化，说明什么？ 3. 对于放热反应，改变温度，化学平衡常数K如何变化？ 二、影响化学平衡移动的因素 3.温度对化学平衡的影响 【实验2-3】 如图所示，把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶里，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。观察混合气体的颜色变化。 二、影响化学平衡移动的因素 3.温度对化学平衡的影响 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 红棕色 无色 实验 浸泡在热水中 浸泡在冷水中 现象 平衡移动 结论 颜色加深 颜色变浅 平衡逆移 平衡正移 其他条件不变时， 升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动； 降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。 思考：当温度变化时，此时正、逆反应速率如何变化? 二、影响化学平衡移动的因素 3.温度对化学平衡的影响速率-时间关系图 V正= V逆 V正 V逆 t1 t（s） V（molL-1S-1） 0 t2 V”正 = V”逆 V’逆 V’正 （正反应是放热反应） 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 升高温度 二、影响化学平衡移动的因素 用v—t图像分析温度对化学平衡的影响 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。 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。 二、影响化学平衡移动的因素 aA(g)+bB(g) cC(g) ΔH 0 在其他条件不变的情况下，温度对化学平衡的影响 ①升高温度，平衡向吸热的方向移动。②降低温度，平衡向放热的方向移动。 3.温度对化学平衡的影响速率-时间关系图 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。 热力学第零定律又称热平衡定律，是热力学的四条基本定律之一，是一个关于互相接触的物体在热平衡时的描述，以及为温度提供理论基础。定律内容：“若两个热力学系统均与第三个系统处于热平衡状态，此两个系统也必互相处于热平衡。 该定律用来作为进行体系测量的基本依据，其重要性在于它说明了温度的定义和温度的测量方法。 卢瑟福之婿 拉尔夫·福勒 热力学第零定律 拓展延伸 二、影响化学平衡移动的因素 4.催化剂对化学平衡的影响 活化分子能量E 活化分子能量E′ 催化剂降低反应活化能，加快化学反应速率 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。 不改变ΔH，平衡不移动，不改变K 二、影响化学平衡移动的因素 4.催化剂对化学平衡的影响——图像分析 使用催化剂，正、逆反应速率同时增大，且增大的倍数相同。 v(正)= v(逆) 即加入催化剂，化学平衡不移动 含量 t t1 t2 先拐先平，使用催化剂 二、影响化学平衡移动的因素 4.催化剂对化学平衡的影响——小结 (1)催化剂对化学平衡的影响规律 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。 (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。 三、勒夏特列原理 法国化学家勒夏特列曾总结一条经验规律：如果改变影响平衡的一个因素（如参加反应物质的浓度、温度、或压强等），平衡就能够向减弱这种改变的方向移动。 “减弱”外界条件的影响，而不能“消除”外界条件的影响。 注意： ①适用范围：勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡等），未平衡状态不能用此来分析。 ②适用条件：一个能影响化学平衡改变的外界条件。 ③平衡移动结果是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变。 【例题1】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A.溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅 B.工业合成氨反应为放热反应，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施 C.恒容密闭容器中，发生反应CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)　ΔH<0，平衡后，升高温度体系颜色变深 D.对于2HI(g) H2(g)+I2(g)，达到平衡后,缩小容器容积可使体系颜色变深 D 举个例子 原平衡（100℃） 升温到200℃ 吸热反应方向移动 新平衡（温度介于100-200℃之间） 减弱但不抵消 减弱（降温） 典例剖析 22 催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响 反应前后气体的物质的量不变，增大压强，平衡不移动 BE 典例剖析 2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 ①工业合成氨，反应条件选择高温　 ②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气　 ③使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率　 ④硫酸工业中，增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率 A.②③ B.②④ C.①③ D.①④ 该反应为放热反应，升温，平衡左移，不利于氨气的生成，不能用勒夏特列原理解释 Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO，饱和食盐水中大量Cl－使平衡逆向移动，氯气溶解量减小 催化剂不影响平衡移动，只能加快化学反应速率，不能用勒夏特列原理解释 增大反应物浓度，平衡正向移动，能增大SO2的转化率，可用勒夏特列原理解释 C 典例剖析 三、勒夏特列原理（化学平衡移动原理） 改变的外界条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强 (有气体参加的反应) Δn(g)≠0 增大压强(减小容器的容积) 向气体分子体积减小的方向移动 减小压强(增大容器的容积) 向气体分子体积增大的方向移动 Δn(g)=0 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆,平衡不移动 25 化学 平衡状态 化学 平衡移动 勒夏特列原理 温度 压强 Q 与K比较 （定量分析） （定性分析） 化学平衡的建立 定量研究： 化学平衡常数 浓度 改变 课堂总结 26 (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(　　) √ × × √ × × √ 1.判断正误 课堂练习 2.对处于化学平衡的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知(　　) A.化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动 B.化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化 C.正反应进行的程度大，正反应速率一定大 D.改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定发生移动 B 3.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，下列叙述中正确的是（ ） 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 C 课堂练习 4．下列实验事实可以用平衡移动原理解释的是( ) A．“NO2”球浸泡在热水中，颜色变深 B．H2(g)+ I2 (g) 2HI(g)，加压后颜色变深 C．过量铁和稀硝酸反应，溶液变成浅绿色 D．合成氨工业中使用铁触媒作催化剂 A 课堂练习 5.对可逆反应2A(s)＋3B(g)⇌2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是 ①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆不变 ④增大B的浓度，v正>v逆 ⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动 A.①② B.④ C.③ D.④⑤ B 课堂练习 6.对可逆反应2A(s)＋3B(g) 2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是 ①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆不变 ④增大B的浓度，v正>v逆 ⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动 A.①② B.④ C.③ D.④⑤ A是固体，增大A的量对平衡无影响 升温，v正、v逆均增大 压强增大平衡逆向移动，且v正、v逆都增大 平衡不移动 B 课堂练习 7. 在密闭容器中有可逆反应：nA（g）+mB（g） pC（g），处于平衡状态（已知n+m>p，正反应为吸热反应），则下列说法正确的是（ ） ①升温，c(B)/c(C)的比值变小 ②降温时体系内混合气体平均分子量变小 ③加入B，A的转化率减小 ④加入催化剂，气体总的物质的量不变 ⑤加压使容器体积减小，A或B的浓度一定增大 ⑥若A的反应速率为vA，则B的反应速率vB=(n/m)vA A、①②④⑤ B、①②③⑤ C、①②③⑥ D、③④⑤⑥ A 课堂练习 8.一定温度下，可逆反应：aX(g)＋bY(g) cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t0时刻改变某一外界条件，化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。 (1)若a＋b___c，则t0时刻改变的外界条件可能是___________或者____________。 (2)若a＋b___c，则t0时刻改变的外界条件只能是_____________。 ＝ 增大压强 使用催化剂 ≠ 加入催化剂 课堂练习 (2)缩小体积至平衡时的一半，并保持容积不变，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__________。 9.在一密闭容器中发生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__________________________。 1 mol·L－1<c(N2)<2 mol·L－1 p<p′<2p T<T′<T1 典例剖析 34 新人教版 化学 选必1 第二章 化学反应速率 与化学平衡 谢谢观看 Lavf58.46.101 1.下列事实中，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)，缩小体积加压颜色加深  $