第2章 第2节 第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响-（配套教参）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

本高中化学讲义聚焦温度、催化剂对化学平衡的影响及勒夏特列原理，承接浓度、压强影响，通过NO₂与N₂O₄的温度实验明确温度对平衡的影响方向，阐明催化剂不影响平衡但改变反应时间，构建平衡移动的完整知识支架。 资料设计融合实验探究（如温度对NO₂平衡的影响）、生活情境（关节炎与尿酸钠平衡）及图像分析（v-t图），培养学生科学探究能力与证据推理、模型认知素养，课中辅助教师实验教学与概念讲解，课后通过练习题和思维建模帮助学生查漏补缺。

第4课时　温度、催化剂对化学平衡的影响 [学习目标] 1．理解温度、催化剂对化学平衡移动的影响。 2．掌握平衡移动原理及其应用。 3．能依据平衡移动原理，建立平衡移动的模型，培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。 [对应学生用书P45] 知识点一　温度和催化剂对化学平衡移动的影响 1．温度对化学平衡的影响 (1)实验探究 实验原理 实验 步骤 把NO2和N2O4混合气体通入两只连通的烧瓶里，然后用夹子夹住乳胶管；把一只烧瓶放进热水中，另一只放进冰水中。观察混合气体的颜色变化 放进热水中 放进冰水中 实验现象 红棕色__加深__ 红棕色__变浅__ 实验结论 NO2气体的浓度发生了变化 (2)结论 在其他条件不变的情况下，升高温度，会使平衡向 __吸热反应__的方向移动；降低温度，会使平衡向__放热反应__的方向移动。 2．催化剂 催化剂对化学平衡__无影响__，原因是催化剂__同等__程度地改变正、逆反应的速率，但是，使用催化剂能__改变__达到平衡所需要的时间。 关节炎泛指发生在人体关节及其周围组织，由炎症、感染、创伤或其他因素引起的炎性疾病，严重影响人们的生活质量。 关节炎病因之一是在关节滑液中形成尿酸钠晶体，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛。其化学反应机理： ①HUr＋H2O⥫⥬Ur－＋H3O＋ ②Ur－(aq)＋Na＋(aq)⥫⥬NaUr(s) (1)反应②的正反应是__________(填“放热”或“吸热”)反应，原因为________________________________________________________________________。 (2)关节炎患者日常饮食时应食用口感较__________(填“咸”或“淡”)的食物，原因为________________________________________________________________________。 提示　(1)放热　在寒冷季节容易诱发关节疼痛，说明温度降低，平衡向生成固体的方向移动，即向正反应方向移动，所以反应②的正反应是放热反应 (2)淡　食用较多的NaCl会增大Na＋浓度，使反应②平衡右移 1．温度对化学平衡影响的图像分析 (1)若aA＋bB⥫⥬cC＋dD　ΔH＜0 (2)若aA＋bB⥫⥬cC＋dD　ΔH＞0 2．催化剂对化学平衡的影响 (1)虽然催化剂不能使化学平衡发生移动，但催化剂可缩短可逆反应达到平衡的时间，因此，很多可逆反应仍选择使用催化剂。 (2)催化剂对平衡的影响：图像(v-t图) 1．反应CO(g)＋H2O(g)⥫⥬H2(g)＋CO2(g)　ΔH<0，达到平衡时，改变其中一个条件，能加快反应速率且反应放出的热量不变的是(　　) A．升高温度　　　 B．减小压强 C．加入CO D．加入催化剂 解析　D　升高温度，反应速率增大，平衡逆向移动，反应放出的热量减少，A项错误；减小压强，反应速率减小，B项错误；加入CO，反应速率增大，平衡正向移动，反应放出的热量增多，C项错误；加入催化剂，反应速率增大，平衡不移动，反应放出的热量不变，D项正确。 2．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　) A．图Ⅰ表示的是t1时刻升高温度对反应速率的影响 B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响 C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高 D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高 解析　B　A项，图Ⅰ改变的条件是增大压强；B项，由于同等程度地加快正、逆反应速率，所以加入的应是催化剂；C项，由于平衡发生了移动，所以改变的条件不是加入催化剂；D项，乙先达到平衡，压强大，平衡正向移动，转化率应增大，与图像不符。 3．下列实验装置(部分夹持装置略)或操作能达到相应实验目的的是(　　) A．探究温度对化学平衡的影响 B.探究浓度对化学反应速率的影响 C.推动活塞探究压强对平衡的影响 D.验证FeCl3对H2O2分解的催化作用 解析　A　两个圆底烧瓶中的可逆反应相同，只有温度这一反应条件不同，则反应达到平衡后两个烧瓶中气体颜色不同，可以达到验证温度对化学平衡的影响的目的，A符合题意；H2O2具有强氧化性，可以将亚硫酸氢根离子氧化成硫酸根离子，其自身被还原成H2O，但此反应前后无明显现象，且两实验中存在溶液总体积、浓度两个变量，则无法探究浓度对化学反应速率的影响，B不符合题意；H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)为反应前后气体物质的量不变的反应，则推动活塞时压强的变化不能引起化学平衡发生移动，因此无法通过针管内气体颜色的变化来探究压强对平衡的影响，C不符合题意；该实验既有温度的影响，又有氯化铁的影响，影响因素有多个，不符合控制变量法研究外界条件对化学反应速率的影响，故无法验证FeCl3是否有催化作用，D不符合题意。 知识点二　勒夏特列原理 1．定义 如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够__减弱__这种改变的方向移动。简单记忆：改变―→减弱这种改变。 2．勒夏特列原理的适用条件 (1)勒夏特列原理只适用于判断改变影响平衡的一个条件时平衡移动的方向。 (2)勒夏特列原理不仅适用于化学平衡，也适用于其他平衡体系，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。 1．NO2(红棕色)与N2O4(无色)的平衡体系中，加压缩小体积，混合气体的颜色__________________，最终体系颜色比压缩前__________，原因是__________________ ________________________________________________________________________。 提示　先变深后变浅　深　体积减小，NO2浓度增大，故先变深，平衡向生成N2O4的方向移动，故颜色又变浅，但平衡移动只能“减弱”改变，最终c(NO2)仍比原平衡大 2．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)缩小体积至平衡时的一半，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____________________。 提示　(1)1 mol·L-1<c(N2)<2 mol·L-1　(2)p<p′<2p　(3)T<T′<T1 1．勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等)都适用。 2．勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 3．勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。 (1)在已达平衡的可逆反应中，若增大某物质的浓度，其他条件不变，则平衡向减少该物质的浓度的方向移动，移动的结果是该物质的浓度比原平衡中的浓度大。 (2)在已达平衡的可逆反应中，若增大平衡体系的压强，其他条件不变(温度不变)，则平衡向减小压强的方向(气体总体积减小的方向)移动，移动的结果是新平衡的压强比原平衡的压强大。 1．下列不能用勒夏特列原理解释的事实是(　　) A．棕红色的NO2(g)加压后颜色先变深后变浅 B．合成氨工业使用高压以提高氨的产量 C．黄绿色的氯水光照后颜色变浅 D．对H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)平衡体系加压，颜色变深 解析　D　棕红色的NO2(g)加压后，NO2(g)浓度增大，2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)平衡正向移动，颜色先变深后变浅，能用勒夏特列原理解释，故不选A; 合成氨工业，增大压强，平衡正向移动，提高氨的产量，能用勒夏特列原理解释，故不选B；黄绿色的氯水，光照使得次氯酸分解为盐酸和氧气，使Cl2＋H2O ⥫⥬HCl＋HClO平衡正向移动，颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，故不选C；对H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)平衡体系加压，平衡不移动，体积缩小，I2(g)浓度增大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，故选D。 2．将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)⥫⥬2Z(g)　ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　) 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 升高温度 X的转化率变小 B 增大压强 X的浓度变小 C 充入一定量Y Y的转化率增大 D 使用适当催化剂 X的体积分数变小 解析　A　升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A正确；增大压强，平衡正向移动，但容器的体积减小，X的浓度增大，B错误；充入一定量Y，X的转化率增大，而Y的转化率减小，C错误；使用适当催化剂，只能加快反应速率，不能改变平衡移动方向，X的体积分数不变，D错误。 [思维建模] 解析有关勒夏特列原理问题的思维流程如下： —— [对应学生用书P48] 1．下列说法不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．配制FeCl3溶液时，先将其溶解在浓盐酸中 B．开启碳酸饮料瓶的瓶盖，瓶中泛起大量泡沫 C．对2NO2⥫⥬N2O4平衡体系加压，颜色先变深后变浅 D．工业上SO2和O2在常压下生成SO3 解析　D　配制FeCl3溶液时，先将其溶解在浓盐酸中，是利用H＋抑制Fe3+的水解，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；打开碳酸饮料瓶，瞬间瓶内压强骤减，反应CO2(g)＋H2O(g)⥫⥬H2CO3(aq)平衡向逆反应方向移动，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；对2NO2⥫⥬N2O4平衡体系加压后，二氧化氮的浓度增大，颜色变深，平衡2NO2⥫⥬N2O4向正反应方向移动，二氧化氮的浓度又降低，颜色变浅，但仍比加压前的颜色深，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意；2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)是气体体积缩小的反应，常压不利于三氧化硫的转化，不能用勒夏特列原理解释，D符合题意。 2．在一密闭容器中，发生可逆反应：3A(g)⥫⥬3B＋C(正反应为吸热反应)，平衡时，升高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断正确的是(　　) A．B和C可能都是固体 B．B和C一定都是气体 C．若C为固体，则B一定是气体 D．B和C不可能都是气体 解析　C　正反应吸热，升温，平衡右移。若B、C都为固体，则气体的相对分子质量不变，故A错误；若C为固体，B为气体，平衡右移，气体的总质量减小，总物质的量不变，气体的平均相对分子质量减小，故B错误、C正确；若B、C都是气体，平衡右移，气体的总质量不变，总物质的量增加，则平均相对分子质量减小，故D错误。 3．某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋Y(g)⥫⥬2Z(g)　ΔH＜0。如下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法正确的是(　　) A．t2时一定加入了催化剂 B．t3时减小了压强 C．t5时可能升高了温度 D．t4～t5时间内转化率最低 解析　C　A项，由图可知，t2时刻改变条件，正逆反应速率增大且相等，若增大压强平衡也不发生移动，则t2时不一定加入了催化剂，错误；B项，若减小压强，平衡不发生移动，t3时刻改变条件，正逆反应速率均减小，且正反应速率大于逆反应速率，与图像不符，错误；C项，t5时刻改变条件，正逆反应速率增大，且逆反应速率大于正反应速率，若升高温度，平衡逆向移动，与图像符合，正确；D项，催化剂对平衡移动无影响，t3～t4时间内平衡逆向移动，转化率减小，t5～t6时间内平衡逆向移动，转化率继续减小，显然t5～t6时间内转化率比t4～t5时间内转化率低，错误。 4．硫化氢不稳定易分解。T ℃时，在一恒容密闭容器中通入0.2 mol H2S(g)，发生反应：2H2S(g)⥫⥬2H2(g)＋S2(g)　ΔH>0。下列说法正确的是(　　) A．通入He(g)，压强增大，正、逆反应速率均增大 B．该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能 C．达到平衡后，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动 D．达到平衡后，保持其他条件不变，再通入0.1 mol H2(g)，重新达到平衡后，c(H2)大于上一次平衡时c(H2) 解析　D　达到平衡后，保持其他条件不变，再通入0.1 mol H2(g)，H2(g)浓度增大，平衡逆向移动，重新达到平衡后，c(H2)大于上一个平衡，D正确。 5．现有反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)，达到平衡后，升高温度，B的转化率变大；减小压强，C的质量分数减小，回答下列问题： (1)该反应的逆反应为________热反应，且m＋n________(填“＜”“＞”或“＝”)p。 (2)减小压强时，A的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”，下同) 。 (3)若充入B(体积不变)，则A的转化率________。 (4)若升高温度，则平衡时将________。 (5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量____________________________。 (6)若B是有色物质，A、C均无色，则充入C(体积不变)时混合物颜色________；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色________(填“变深”“变浅”或“不变”) 。 解析　 (1)升高温度，B的转化率变大，说明正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，由C的质量分数减小可知，平衡逆向移动，即m＋n>p。(2)减小压强，平衡逆向移动，m(A)增大，m(总)不变，故A的质量分数增大。(3)充入B时，平衡正向移动，A的转化率增大。(4)升高温度，平衡正向移动，c(B)减小，c(C)增大，减小。(5)加入催化剂，平衡不移动，平衡时气体混合物的总物质的量不变。(6)充入C时，平衡逆向移动，c(B)增大，气体颜色变深；保持恒压充入氖气，容器体积增大，c(B)减小，气体颜色变浅。 答案　　(1)放　>　(2)增大　(3)增大　(4)减小　(5)不变　(6)变深　变浅 学科网（北京）股份有限公司 $