第2章 第2节 第4课时 温度和催化剂对化学平衡的影响-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（人教版单选）

本讲义聚焦温度和催化剂对化学平衡的影响，系统梳理温度影响规律（升温向吸热方向移动，降温向放热方向移动）、催化剂作用（不影响平衡移动，缩短达平衡时间）及勒夏特列原理，通过生活情境引入、实验验证（如NO₂与N₂O₄平衡）、v-t图像分析，构建平衡移动思维模型，形成“化学变化有条件”的化学观念。 资料以情境化和实验探究为特色，如用碳酸饮料爆炸、打嗝实例及NO₂实验培养科学探究与实践能力，结合v-t图像和高考例题分析发展科学思维（证据推理、模型认知），课中辅助教师实验教学与模型讲解，课后助力学生通过练习题和解析查漏补缺。

第4课时　温度和催化剂对化学平衡的影响　 1．能结合温度对化学平衡的影响规律推测平衡移动方向。 2．通过实验论证说明浓度、压强、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)，进一步构建“化学变化是有条件的”这一学科观念 「任务一」　探究温度对化学平衡的影响 已知汽水中存在平衡CO2(aq)⥫⥬CO2(g)　ΔH>0。如果在夏季车内放置碳酸饮料可能会爆炸。 问题1.夏季车内放置碳酸饮料，碳酸饮料为什么会爆炸？ 提示：CO2气体会因高温而膨胀，从而增加瓶内压力，导致瓶子爆炸。 问题2.夏天热的时候，人们饮用冰镇汽水经常会打嗝，这是什么原因？ 提示：人体内的温度比室温高，汽水在体内温度较高，平衡朝着CO2(g)逸出的方向即吸热方向移动，所以人喝了冰镇汽水会打嗝。 实验探究温度对化学平衡移动的影响 实验原理 2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol-1 实验操作 现象与结论 混合气体受热，颜色加深，说明NO2 浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体遇冷，颜色变浅，说明NO2 浓度减小，即平衡向正反应方向移动 温度对化学平衡移动的影响 温度升高，化学平衡向吸热反应的方向移动；温度降低，化学平衡向放热反应的方向移动 (1)对于反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH＜0，降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大(×) (2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大(×) (3)C(s)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)　ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(√) (4)将密闭烧瓶中的NO2降温，可探究温度对平衡移动的影响(√) 突破　温度对化学平衡移动的影响 【例】 (2024·重庆高考)醋酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)。三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol醋酸甲酯和9.8 mol H2，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH>0 B．容器甲中平均反应速率v(H2)＝ mol/(L·min) C．容器乙中当前状态下反应速率v正<v逆 D．容器丙中乙醇的体积分数为8% 解析：选D。图中随T1→T2→T3，n(醋酸甲酯)先减小后增大，说明升温平衡逆向移动，该反应的ΔH<0，A错误；容器甲中平均反应速率v(H2)＝2v(CH3COOCH3)＝2× mol/(L·min)＝ mol/(L·min)，B错误；图像中不确定乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C错误；对丙而言： 　 　　　　　CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g) c始/(mol/L) 0.1 0.98 0 0 Δc/(mol/L) 0.08 0.16 0.08 0.08 c平/(mol/L) 0.02 0.82 0.08 0.08 容器丙中乙醇的体积分数为×100%＝8%，D正确。 用v ­t图像分析温度对化学平衡移动的影响 化学平衡 aA＋bB⥫⥬cC＋dD　ΔH>0 温度改变 升温 降温 速率变化 v正、v逆同时增大，且v′正>v′逆 v正、v逆同时减小，且v′逆>v′正 移动方向 正向移动 逆向移动 v­t图像 1．(2025·华中师范大学第一附中期中)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生反应TaS2(s)＋2I2(g)⥫⥬TaI4(g)＋S2(g)　ΔH>0，实验装置如图：在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体，下列说法正确的是(　　) A．石英管中温度T1<T2 B．上述反应体系中循环使用的物质是I2和S2 C．化学蒸气转移法最终物质不变，所以是发生了物理变化 D．其他条件不变的情况下，增加I2的浓度，最终可以使TaS2晶体结晶更多 解析：选A。温度T2端利于反应正向进行为高温，得T1<T2，A正确；上述反应体系中循环使用的物质是I2，B错误；有新物质生成，发生了化学变化，C错误；增加I2的浓度，平衡正向移动，TaS2晶体结晶减小，D错误。 2．(2025·山西大同高二期中)纳米花状催化剂Cu/ZnO可用于催化乙酸甲酯加氢制备乙醇，反应过程如图所示，总反应经历如下两步： ①CH3COOCH3(g)＋H2(g)⥫⥬CH3CHO(g)＋CH3OH(g)　ΔH1＝＋13.6 kJ/mol ②CH3CHO(g)＋H2(g)⥫⥬CH3CH2OH(g)　ΔH2 下列说法正确的是(　　) A．ΔH2＝－57.4 kJ/mol B．反应①决定总反应的速率 C．升高温度，反应①、②的平衡均正向移动 D．对于反应①，分离出CH3OH时，该反应的正反应速率瞬时增大，逆反应速率减小 解析：选B。据图可知，总反应的ΔH＝－71 kJ/mol，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，ΔH2＝ΔH－ΔH1＝－71 kJ/mol－13.6 kJ/mol＝－84.6 kJ/mol，A错误；反应①的正反应活化能比②的高，则反应①为慢反应，所以反应①决定总反应的速率，B正确；反应①为吸热反应，反应②为放热反应，升高温度，反应①平衡正向移动，反应②平衡逆向移动，C错误；分离出CH3OH时，反应物的浓度瞬时不变，正反应速率瞬时不变，D错误。 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)中的大 解析：选C。烧瓶中气体颜色深浅与c(NO2)有关，由题图可知，(1)中烧瓶内c(NO2)最大，A错误；NH4Cl溶于水时，吸收热量，B错误；烧杯(1)的水中加入CaO，CaO与水反应生成Ca(OH)2并放出热量，(1)中温度高于(2)中温度，而温度升高，气体颜色加深，则反应2NO2⥫⥬N2O4是放热反应，C正确；(1)中温度高于(2)中温度，且温度升高时，平衡2NO2⥫⥬N2O4向逆反应方向移动，气体总物质的量增加，故(1)中烧瓶内气体的压强比(2)中的大，D错误。 「任务二」　探究勒夏特列原理及催化剂与化学平衡的关系 以下是某化学反应的反应过程和势能图。 问题1.哪条线表示使用了催化剂？ 提示：B线表示使用了催化剂。 问题2.在该化学反应中，催化剂有哪些作用？ 提示：化学反应中，催化剂能降低反应的活化能，可以加快反应的速率，缩短化学反应到达平衡的时间。 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，也称化学平衡移动原理。 2．催化剂对化学平衡的影响 催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，因此，催化剂对化学平衡的移动无影响。使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。 (1)对处于化学平衡的体系，化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化(√) (2)正反应为吸热反应的可逆反应达到平衡时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动(×) (3)化学反应的限度不可以通过改变条件而改变(×) (4)由温度或压强改变引起的平衡正向移动，反应物的转化率一定增大(√) 突破　对勒夏特列原理的理解 【例】 (2024·广东高考)对反应S(g)⥫⥬T(g)(I为中间产物)，相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，c平(S)/c平(T)增大，c平(S)/c平(I)减小。基于以上事实，可能的反应过程示意图(—为无催化剂，——为有催化剂)为(　　) 解析：选A。升温c平(S)/c平(T)增大，反应S(g)⥫⥬T(g)平衡逆向移动，即该反应为放热反应，c平(S)/c平(I)减小，则反应S(g)⥫⥬I(g)的平衡正向移动，属于吸热反应，C、D错误，加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短，反应速率大幅加快，活化能大的步骤为决速步骤，A正确、B错误。 1．勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对所有的动态平衡都适用，勒夏特列原理只能判断平衡移动的方向，不能判断平衡移动的程度。 2．平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，不能完全“消除”这种改变，可概括为“外变大于内变”。如原平衡体系的压强为p，若其他条件不变，压缩体积至原体积的1/2，平衡向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时，体系的压强将介于p～2p之间。 1．以[Cu(H2O)4]2+(蓝)＋4Cl－⥫⥬[CuCl4]2-(黄)＋4H2O　 ΔH＞0为例，探究影响平衡移动的因素。取相同浓度的CuCl2溶液，分别进行下列实验，对实验现象的分析不正确的是(　　 ) A．观察溶液为绿色，是因[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-同时存在 B．升高温度，溶液变为黄绿色，说明平衡正移，[CuCl4]2-的浓度增大 C．加几滴AgNO3溶液，静置，上层清液为蓝色，说明平衡逆移，[CuCl4]2-的浓度减小 D．加少量Zn片，静置，上层清液为浅黄绿色，则平衡正移，[CuCl4]2-的浓度增大 解析：选D。在CuCl2溶液中加入少量Zn片，会发生Zn置换出Cu的反应，即Cu2+＋Zn===Zn2+＋Cu，Cu2+浓度减小，则[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-浓度均减小，上层清液为浅黄绿色，D错误。 2．(2025·安徽省江南十校联考)化学与生活密切相关，下列生活中的事项能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．碳酸钙的分解反应达平衡后，恒温条件下压缩容器，一段时间后，体系压强不变 B．含氟牙膏预防龋齿 C．淀粉酶催化淀粉水解 D．Zn与稀H2SO4反应加入少量CuSO4后，反应速率加快 解析：选B。碳酸钙的分解反应的平衡常数K＝c(CO2)，平衡常数只与温度有关，温度不变常数不变，则压强不变，应该用平衡常数的性质解释，A错误；含氟牙膏预防龋齿是因为氟离子与羟基磷灰石发生F－＋Ca4(PO4)3OH⥫⥬Ca4(PO4)3F＋OH－反应生成氟磷灰石，使牙齿更坚固， 当口腔中存在酸性物质时，H＋与OH－反应，使平衡正向移动，符合勒夏特列原理，B正确；淀粉酶催化淀粉水解是一个酶催化的化学反应，酶的催化作用是降低反应的活化能，不能用勒夏特列原理解释，C错误；Zn与稀H2SO4反应加入少量CuSO4后，Zn置换出Cu，形成Zn­Cu原电池，反应速率加快，不能用平衡移动原理解释，D错误。 3．一定温度下，在2 L的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)⥫⥬xC(g)　ΔH<0，B、C的物质的量随时间的变化关系如图1，达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间的变化关系如图2。下列说法正确的是(　　) A．x＝2，反应开始至2 min内，v(B)＝0.1 mol·L-1·min-1 B．t1时改变的条件是降温，平衡逆向移动 C．t2时改变的条件可能是减小c(C)，平衡正向移动 D．t3时可能是减小压强，平衡不移动，t4时可能是使用催化剂，c(B)不变 解析：选D。通过图1可知，2 min达平衡，Δn(B)＝0.3 mol－0.1 mol＝0.2 mol，Δn(C)＝0.2 mol，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，故x＝2，v(B)＝＝0.05 mol/(L·min)，A错误；正反应为放热反应，当降低温度，平衡正向移动，正、逆反应速率都减小，B错误；减小c(C)，平衡正向移动，产物浓度减小，逆反应速率也会减小，C错误；反应为气体分子数不变的反应，减小压强，平衡不移动，但是物质浓度减小，正、逆反应速率减小，故t3时可能是减小压强，催化剂使得正、逆反应速率均变大，且平衡不移动，故t4时可能是使用催化剂，c(B)不变，D正确。 1．痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠(NaUr)有关(NaUr增多，病情加重)，其化学原理为HUr(aq)＋Na＋(aq)⥫⥬NaUr(s)＋H＋(aq)　ΔH<0。下列说法不正确的是(　　 ) A．寒冷季节更易诱发关节疼痛 B．大量饮水会增大痛风病发作的可能性 C．饮食中摄入过多食盐，会加重痛风病病情 D．患痛风病的人应少吃能代谢产生较多尿酸的食物 解析：选B。寒冷季节温度降低，平衡正向移动，从而使NaUr增多，更易诱发关节疼痛，A正确；大量饮水，可减少NaUr积累，从而降低痛风病发作的可能性，B错误。 2．对于反应A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)＋D(s)　ΔH＜0，下列措施会使该反应的平衡正向移动的是(　　) A．升高温度 B．分离出C C．加入合适的催化剂 D．恒压充入不参与反应的稀有气体 答案：B。 3．(2025·安徽江南十校联考)锅炉烟道气含CO、SO2，可通过如下反应回收硫：2CO(g)＋SO2(g)⥫⥬S(l)＋2CO2(g)。其他条件不变时，SO2的平衡转化率随反应温度的变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．2CO(g)＋SO2(g)⥫⥬S(l)＋2CO2(g)为吸热反应 B．该条件下生成的S的沸点约为445 ℃ C．若500 ℃时缩小容器体积加压，SO2的转化率增大 D．使用催化剂可以增大SO2的平衡转化率 解析：选B。图中反应2CO(g)＋SO2(g)⥫⥬S(l)＋2CO2(g)，445 ℃之前升高温度，SO2的平衡转化率减小，则正反应为放热反应，A错误；445 ℃后，升高温度，SO2的平衡转化率增大，则平衡正向移动，正反应为吸热反应，此时S应呈气态，则该条件下生成的S的沸点约为445 ℃，B正确；若500 ℃时缩小容器体积加压，此时S呈气态，反应前后气体分子数相等，平衡不发生移动，SO2的转化率不变，C错误；使用催化剂可以加快反应速率，不能增大SO2的平衡转化率，D错误。 4．已知某可逆反应：aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)。请回答下列问题： (1)根据实验测定结果，描绘出了该反应达到平衡状态时及改变外界条件后，反应速率与时间的关系如图所示： 有利于提高D产量的变化过程是图像中的______段(填“t1～t2”“t3～t4”或“t5～t6”)；引起该变化过程的外界条件是________________________________________________________________________。 (2)根据实验测定结果描绘出图像。由此图像可以得出，升高温度，上述平衡将向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动；反应化学计量数之间的关系：a＋b______(填“大于”“小于”“等于”或“不确定”)c＋d。 解析：(1)根据图像可知，t3改变条件的瞬间，正反应速率增大，逆反应速率不变，平衡向正反应方向移动，说明改变的条件是增大反应物的浓度；t5改变条件的瞬间，正、逆反应速率都减小，并且平衡向逆反应方向移动，改变的条件是减小压强或降低温度，有利于提高D产量的变化过程是平衡向正反应方向移动的过程，根据图像可知，有利于提高D产量的变化过程是图像中的t3～t4段，改变的条件是增大反应物的浓度。(2)根据图像可知，一定压强下，升高温度，C的体积分数减小，说明正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动；同温下，增大压强，C的体积分数增大，平衡向正反应方向移动，则a＋b>c＋d。 答案：(1)t3～t4　增大反应物的浓度 (2)逆反应　大于 学科网（北京）股份有限公司 $