2.2.4影响平衡移动的因素——温度、催化剂 课件-2024-2025学年高二上学期化学人教版选择性必修1

选择性必修一 第二章第二节 化学平衡 影响化学平衡的因素——温度、催化剂 1 化学平衡移动 V正=V逆≠0 条件改变 V正=V逆≠0 ′ ′ 一定时间 V正≠V逆 ′ ′ 平衡1 不平衡 平衡2 Q=K Q≠K 改变浓度，使Q发生改变，从而改变化学平衡状态 改变温度，使K发生改变，从而改变化学平衡状态 新课导入 2 一、温度对化学平衡的影响 实验原理 【演示实验】观察教师的演示实验，记录实验现象 实验步骤 2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 红棕色 无色 一、温度对化学平衡的影响 实验现象 【演示实验】观察教师的演示实验，记录实验现象 热水中混合气体颜色________；冰水中混合气体颜色________。 加深 变浅 一、温度对化学平衡的影响 实验结论 混合气体受热时颜色________， 说明NO2浓度________，即平衡向______方向移动； 混合气体被冷却时颜色________， 说明NO2浓度________，即平衡向_______方向移动。 加深 增大 逆反应 变浅 减小 正反应 2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 红棕色 无色 一、温度对化学平衡的影响 实验原理 【小组活动】认真阅读实验的安全提醒，小组完成实验，观察实验现象 实验步骤 取两支试管，分别加入2 mL CuCl2溶液，将其中一支试管先加热，观察溶液颜色变化后；再将该试管置于冷水中，与另一支试管进行对比，观察并记录实验现象。 安全提醒 （1）加热时试管口不要朝向人！ （2）观察到溶液微沸或溶液颜色有明显变化时即可停止加热。 （3）小心烫伤！ 在CuCl2溶液中存在如下平衡： [Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O　ΔH>0 四水合铜离子 四氯合铜离子 蓝色 黄色 一、温度对化学平衡的影响 实验现象 【小组活动】小组完成实验，注意观察实验现象 加热后溶液颜色变为________；置于冷水后溶液颜色变为_________。 绿色 蓝色 一、温度对化学平衡的影响 实验结论 溶液受热时颜色变为绿色，说明 c([CuCl4]2-)增大，即平衡向正反应（吸热反应）方向移动。 溶液冷却时颜色恢复蓝色，说明 c([Cu(H2O)4]2+)增大，即平衡向逆反应（放热反应）方向移动。 + [Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O　ΔH>0 四水合铜离子 四氯合铜离子 蓝色 黄色 【小结】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____________的方向移动； 降低温度，会使化学平衡向____________的方向移动。 任何化学反应都伴随着 ，所以任意可逆反应的化学平衡状态都 受 影响。 吸热反应 放热反应 能量变化 温度 减弱这种改变 【任务一】温度对化学平衡产生影响的原因分析 【资料卡片】在一定温度范围内，温度对化学反应速率的影响可用阿仑尼乌斯公式描述： 阿仑尼乌斯经验公式：k＝，式中k为反应速率常数，Ea为活化能，T为热力学温度，A为阿仑尼乌斯常数，R为理想气体常数（对某一给定的可逆反应，在一定温度范围内，A和R不随温度的变化而变化，可视为定值）。 升高温度，k增大，且Ea越大，改变T对k的影响越大。 【任务一】温度对化学平衡产生影响的原因分析 ①对于放热反应：正反应活化能 逆反应活化能。 升高温度，正反应k正增加的倍数 逆反应k逆增加的倍数，有v正 v逆，平衡逆移； 降低温度，正反应k正减小的倍数 逆反应k逆减小的倍数，有v正 v逆，平衡正移。 ＜ ＜ ＜ ＜ ＞ 【任务一】温度对化学平衡产生影响的原因分析 ②对于吸热反应：正反应活化能 逆反应活化能。 升高温度，正反应k正增加的倍数 逆反应k逆增加的倍数，有v正 v逆，平衡正移； 降低温度，正反应k正减小的倍数 逆反应k逆减小的倍数，有v正 v逆，平衡逆移。 ＞ ＞ ＞ ＞ ＜ 【任务二】用v－t图像表示温度对化学平衡的影响 1. 对于正反应方向ΔH＜0的可逆反应，当反应达到平衡后，若改变温度，其反应速率的变化曲线如何变化？ 0 v V正 V逆 V正= V逆 V正= V逆 V’逆 V’正 ①t1时刻，升高温度，v正′、v逆′均 ，但 反应方向的v增大幅度大， 则v正′ v逆′，平衡向__________方向移动。 增大 逆（吸热） ＜ 逆反应 t1 【任务二】用v－t图像表示温度对化学平衡的影响 1. 对于正反应方向ΔH＜0的可逆反应，当反应达到平衡后，若改变温度，其反应速率的变化曲线如何变化？ ②t1时刻，降低温度，v正′、v逆′均 ，但 反应方向的v减小幅度小， 则v正′ v逆′，平衡向__________方向移动。 减小 正（放热） ＞ 正反应 0 v V正 V逆 V正= V逆 V正= V逆 V’正 V’逆 t1 【任务二】用v－t图像表示温度对化学平衡的影响 2. 对于正反应方向ΔH＞0的可逆反应，当反应达到平衡后，若改变温度，其反应速率的变化曲线如何变化？ ③t1时刻，升高温度，v正′、v逆′均 ，但 反应方向的v增大幅度大， 则v正′ v逆′，平衡向__________方向移动。 增大 正（吸热） ＞ 正反应 0 v V正 V逆 V正= V逆 V正= V逆 V’正 V’逆 t1 【任务二】用v－t图像表示温度对化学平衡的影响 2. 对于正反应方向ΔH＞0的可逆反应，当反应达到平衡后，若改变温度，其反应速率的变化曲线如何变化？ ④t1时刻，降低温度，v正′、v逆′均 ，但 反应方向的v减小幅度小， 则v正′ v逆′，平衡向__________方向移动。 减小 逆（放热） ＜ 逆反应 0 v V正 V逆 V正= V逆 V正= V逆 V’逆 V’正 t1 【任务三】温度与化学平衡常数的关系 温度变化 反应焓变ΔH 平衡移动方向 化学平衡常数K 升高 ＞0   ＜0   降低 ＞0   ＜0   增大 减小 减小 增大 正向 逆向 逆向 正向 一、温度对化学平衡的影响 【小结】 ①温度升高，新平衡状态下的反应速率一定 原平衡状态的反应速率；降低温度，新平衡状态下的反应速率一定 原平衡状态的反应速率（填“＞”“＜”或“=”）。 ②化学平衡的移动与v正、v逆的改变 ，而与v正、v逆的 有关。 ③平衡移动，平衡常数 改变；平衡常数改变，平衡 发生移动（填“一定”或“不一定”）。 ＞ ＜ 无必然联系 相对大小 不一定 一定 二、催化剂对化学平衡的影响 【思考】在其他条件一定时： ①催化剂是如何改变化学反应速率的？ ②催化剂的加入能否改变化学平衡常数K？ ③催化剂能否改变达到化学平衡状态时反应体系混合物的组成？ 降低活化能 不能改变K，K只与温度有关 不能改变，因为K没有变。 【思考】在其他条件一定时：④结合阿仑尼乌斯经验公式，试思考 催化剂对v正和v逆影响程度是否一致？ k＝ lnk＝ lnA lnk正＝ lnA lnk逆＝ lnA’ ln ＝ ln 设加入催化剂后，活化能降低了 lnk’正＝ lnA lnk’逆＝ lnA’ ln ＝ ln 由于催化剂并不改变平衡常数K的数值，因此在催化剂条件下，k正和k逆必须以相同的比例变化，即催化剂对v正和v逆影响程度一致。 Ea 二、催化剂对化学平衡的影响 【小结】催化剂对化学平衡的影响规律 其他条件不变，催化剂 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 。 不能 时间 0 v V正 V逆 V正= V逆 V'正 V'逆 v 正= v 逆 【任务四】 用v—t图像表示催化剂对化学平衡的影响 t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆 增大， 则v′正＝v′逆， 。 同等倍数 平衡不移动 这是利用了酯类物质在碱性条件下可以水解的原理加以除去油脂的， Na2CO3生成NaOH的反应为吸热反应，升高温度可以使平衡正向移动，提高c(NaOH)，除去油脂的效果更佳。 1. 纯碱在生活中可用于处理衣物上的油脂，使用时一般用热水溶解纯碱，发生反应Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaOH ΔH＞0，试说明使用热水溶解的原因。 2. 紫甘蓝中富含花青素类天然色素，目前已经发现的花青素多达十几种。花青素是一类水溶性色素，是一类水溶性色素，将紫甘蓝切丝，加水浸没紫甘蓝浸泡10分钟左右即可制得花青素溶液。花青素随着环境的温度、酸碱性改变颜色，变色的其中一种原理如下。请同学们开展家庭小实验，尝试制备不同颜色的花青素溶液，并解释其呈现该颜色的原因。 红色 蓝色 ΔH＞0 【家庭趣味实验】紫甘蓝中富含花青素溶液的变色实验。 $