内容正文:
第二节 化学平衡
第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响 勒夏特列原理
第二章 化学反应速率与化学平衡
学习目标
1. 了解温度、催化剂对化学平衡状态的影响。
2.学会用图示的方法表示在可逆反应中正逆反应速率随外界条件的变化,并会分析平衡移动的方向。
3.了解并掌握勒夏特列原理。
红棕色
无色
【实验】
把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶里,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。
一、温度对化学平衡的影响
【实验原理】
2NO2(g) N2O4(g)
∆H =-56.9 kJ/mol
一、温度对化学平衡的影响
【实验】
【现象与结论】
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
平衡左移
颜色变浅
平衡右移
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。
一、温度对化学平衡的影响
【图像分析】
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。
一、温度对化学平衡的影响
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,v正、v逆随时间变化的曲线是怎样的?
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。
【总结】
注意: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。
一、温度对化学平衡的影响
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。
二、催化剂对化学平衡的影响
使用催化剂,正、逆反应速率同时增大,且增大的倍数相同。
【图像分析】
即加入催化剂,化学平衡不移动
含量
t
t1
t2
当其他条件不变时:加入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。
二、催化剂对化学平衡的影响
t1
t
【总结】
(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。
注意: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。
二、催化剂对化学平衡的影响
1.勒夏特列原理定义:
2.平衡移动的结果:
“减弱”外界条件的影响,而不能“消除”外界条件的影响。
原平衡(100℃)
三、勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(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,该结论就是勒夏特列原理。
升温到200℃
减弱(降温)
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
3.适用范围及应用
(1)原理的适用范围:已达平衡的可逆反应。
适用条件:一个能影响平衡移动的外界条件。
(2)催化剂的使用能以同等程度改变正反应速率和逆反应速率,
加入催化剂不改变Q与K,即始终Q=K,因此平衡不发生移动。
故催化剂不能使化学平衡发生移动,只是能改变反应达平衡所需时间。
三、勒夏特列原理
A
课堂练习
1.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
2.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
3.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
C
课堂练习
本节内容结束
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