2.2.3影响化学平衡的因素——温度催化剂 课件 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 化学平衡 第三课时 影响化学平衡的因素 ——温度催化剂 1 知识回顾 温度、催化剂对化学反应的速率的影响 化学平衡移动的根本原因： 化学平衡移动的根本原因是影响平衡的条件改变导致 v(正) ≠v(逆) ，即 2 温度对化学平衡的影响 01 3 实验2-3: NO2球浸泡在冰水、热水中，观察颜色变化 现象： 水的类型 冰水 热水 现象 红棕色变浅 红棕色加深 【实验分析】 降温→颜色变浅→平衡向放热方向移动； 升温→颜色变深→平衡向吸热方向移动。 将NO2球浸泡在冰水和热水中 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 红棕色 无色 对于放热反应来说，升高温度使K减小，Q>K，平衡向吸热方向 (逆反应方向)移动。 对于吸热反应来说，升高温度使K增大，Q<K，平衡向吸热方向(正反应方向)移动。 温度 323K 398K 463K 浓度平衡常数 56 .9 44.6 35.7 在不同温度下的平衡常数如下: 已知 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 红棕色 无色 【理论分析1】尝试从Q、K关系解释平衡的移动？ 改变温度对吸热、放热反应的速率改变程度不同 反应体系加热时，正逆反应速率均增大，但v(吸)> v(放) ， 故平衡向吸热反应方向移动； 反应体系降温时，正逆反应速率均减小，但v(吸)< v(放) ， 故平衡向放热反应方向移动； 【理论分析2】尝试从正逆反应速率大小关系角度解释平衡的移动？ 结论：其他条件不变时，升高温度平衡向着 的方向移动， 降低温度平衡向着 的方向移动。 吸热 放热 温度对平衡常数的影响： 升高 温度 K值增大，正反应为吸热反应 K值减小，正反应为放热反应 降低 温度 K值增大，正反应为放热反应 K值减小，正反应为吸热反应 温度对化学平衡的影响时通过改变K实现的，此瞬间Q不变，则Q≠K，故平衡一定移动 Q不变 T 移动方向 K变化 △H 　　浓度以及压强改变影响Q(浓度商)，温度的改变影响的是K(平衡常数), 进而促使化学平衡移动。 小结： v(逆) v(正) v'正＝v'逆 升温 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 降温 【图象分析】 2NO2(g) N2O4(g) 56.9kJ/mol 升温 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 降温 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 A(g) 2B(g) 【图象分析】 催化剂对化学平衡的影响 02 10 结论：催化剂可同等程度地改变正反应速率和逆反应速率，因此催化剂对化学平衡的移动没有影响。但催化剂可改变反应达到平衡所需的时间。 加催化剂对反应的正逆反应速率改变程度相同： v(正) = v(逆) ，故平衡不移动 加催化剂不改变反应的Q与K： Q = K ，故平衡不移动 【理论分析1】尝试从Q、K关系解释平衡的移动？ 【理论分析2】尝试从正逆反应速率大小关系角度解释平衡的移动？ 催化剂降低了反应的活化能，正反应的活化能降低，逆反应的活化能也降低，正逆反应的活化分子百分数增加倍数相同，正逆反应速率增加的倍数也相等。 v'正＝v'逆 【图象分析】 v(正)= v(逆) 含量 t t1 t2 催化剂不能改变达到平衡状态的反应混合物的组成，只改变到达平衡的时间 改变影响平衡的一个条件 平衡移动方向 平衡移动的结果 浓度 增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 压强(气体体积变化的反应) 温度 升高温度 降低温度 催化剂 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 体积减小方向 体积增大方向 放热反应方向 吸热反应方向 反应物浓度减小 反应物浓度增大 生成物浓度减小 生成物浓度增大 体系压强减小 体系压强增大 体系温度降低 体系温度升高 催化剂对化学平衡无影响 你能否用一句话来概括这些外界条件的改变是怎样影响化学平衡的呢？ 好像“对着干” 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，也称化学平衡移动原理。 “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。 平衡移动的结果是“削弱”外界条件的影响，而不能消除外界条件的影响 浓度 化学平衡Ⅰ 平衡浓度为C0 浓度加倍 反应不平衡 瞬间浓度为2C0 化学平衡移动 化学平衡Ⅱ平衡浓度为(C0,2C0) 压强 化学平衡Ⅰ 平衡压强为P0 体积缩小一半 瞬间增大压强 反应不平衡 瞬间压强为2P0 化学平衡移动 化学平衡Ⅱ平衡压强为(P0,2P0) 温度 化学平衡Ⅰ 平衡温度为T0 温度加倍 反应不平衡 瞬间温度为2T0 化学平衡移动 化学平衡Ⅱ平衡温度为(P0,2P0) 削弱了改变的程度 但是不能完全消除这种变化 If you have a happy system,and you make it unhappy,it will try to make itself happy again. 美国化学家L.C.鲍林曾说过类似的话：“你们将来可能不再学习化学，你们可能会把在化学课上学习的一切化学现象都忘记，但是，无论如何，请你们不要忘记勒夏特列原理。”‌ 你可以忘记勒夏特列，但别忘记教你勒夏特列原理的老师 我觉得他还应该说过一句话：你可以忘记勒夏特列，但别忘记教你勒夏特列原理的老师 18 1、反应：A(g)＋3B(g) 2C(g)　ΔH＜0，达平衡后，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 2、已知：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)在一定条件下达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅，下列关于该反应的说法正确的是_______(填字母)。 A.该反应为放热反应 B.降温后CO的浓度增大 C.降温后NO2的转化率增大 D.降温后NO的体积分数增大 E.增大压强混合气体的颜色不变 F.恒容时，通入He气体，混合气体颜色不变 G.恒压时，通入He气体，混合气体颜色不变 ACDF 3.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 21 4.可逆反应A(g)+2B(g)　　2C(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，若改变条件，将变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)填入空格： (1)升高温度：v正　　　，v逆　　　，B的转化率　　　。 (2)使用催化剂，v正　　　，v逆　　　，A的物质的量　　　。  (3)保持温度和压强不变通入Ne气，则C的物质的量　　　，A的转化率　　　。  (4)保持温度和容积不变通入稀有气体，则A的转化率　　　。  (5)若温度和容积不变，反应从正反应开始至平衡，在这个变化过程中，容器内气体的密度　　　。  增大 增大 减小 增大 增大 不变 减小 减小 不变 不变 5.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 6.向一密闭容器中充入N2和H2发生反应：N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH <0，t1时刻达到平衡状态Ⅰ，t2时刻改变某一条件，t3时刻重新达到平衡状态 Ⅱ，反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是 A.t1时，v正(N2)=2v逆(NH3) B.t2时改变的条件：向容器中加入NH3(g) C.N2的平衡转化率：α(Ⅰ)>α(Ⅱ) D.平衡常数K：K(Ⅰ)<K(Ⅱ) √ 7.羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中充入2 molCO和2 molH2S发生反应：CO(g)+H2S(g)　　COS(g)+H2(g)　ΔH，平衡时COS的体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A.ΔH>0 B.T1 ℃，CO的平衡转化率为70% C.a点正反应速率小于b点逆反应速率 D.增大压强可使COS的体积分数由c点增加到b点 √ 本节课到此结束 $