2.2.5 影响化学平衡的因素—温度、催化剂 课件 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 第5课时 影响化学平衡的因素---温度、催化剂 浓度 压强 C反应物↑或C生成物↓ 平衡正向移动 平衡逆向移动 C反应物↓ 或C生成物↑ 压缩体积，P↑ 增大体积，P↓ 向气体分子数增大的方向移动 向气体分子数减小的方向移动 在可逆反应达到平衡时，其他条件不变的情况下： 复习回顾 改变哪些反应条件可使Q ≠ K，从而改变化学平衡状态? 平衡常数只与温度有关 lnK＝- ∆H RT ＋C ＝Q cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) 浓度商只与浓度有关 改变温度 使K发生改变 改变浓度 使Q发生改变 复习回顾 3 实验原理 实验操作     实验现象 浸泡在热水中 浸泡在冷水中 结论 红棕色 2NO2(g) N2O4(g) ΔH=－56.9 kJ/mol 热水 冷水 红棕色加深 红棕色变浅 升高温度，逆向（吸热）移动 降低温度，正向（放热）移动 任务一：温度对化学平衡的影响 无色 任务一：温度对化学平衡的影响 【规律】 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。 【理论解释】 正反应为放热反应（∆H＜0）：T↑，K↓，Q>K 正反应为吸热反应（∆H＞0）：T↑，K↑，Q<K 平衡逆向移动 （吸热方向） 平衡正向移动 （吸热方向） 温度 K 平衡移动 K ≠ Q 影响 lnK＝- ∆H RT ＋C 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。 mA(g)＋nB(g) 　　pC(g)+qD(g) ∆H＜0 ①升高温度 ②降低温度 v`正 v`逆 v`正 v`逆 v正 、v逆都↑ ，但v`正＜v`逆 v正 、v逆都↓ ，但v`正＞v`逆 平衡正移 向放热方向移动 平衡逆移 向吸热方向移动 断点，不连续 温度改变，吸热反应受影响更大 任务一：温度对化学平衡的影响 【图像分析】 若 t1 时刻升高温度，正、逆反应速率瞬间怎么变化？后续又如何变化？混合物受热时，速率均增大，但△Ѵ(吸热)>△Ѵ(放热)，故平衡向吸热方向移动 ①升高温度 v`正 v`逆 v正 、v逆都↑ ，但v`正＞v`逆 平衡正移 ②降低温度 向吸热方向移动 v`正 v`逆 v正 、v逆都↓ ，但v`正＜v`逆 平衡逆移 向放热方向移动 mA(g)＋nB(g) 　　pC(g)+qD(g) ∆H>0 任务一：温度对化学平衡的影响 【图像分析】 升吸降放 思考：加入催化剂会使化学平衡发生移动吗？ 催化剂能同等程度的改变v正和v逆，化学平衡不移动， 但能改变达到平衡所需的时间。 任务二：催化剂对化学平衡的影响 【规律】 不改变ΔH 平衡不移动 不改变K v ´正= v ´逆 v t v正 v逆 生成物的百分含量 t t1 t2 a b 先拐先平 a使用催化剂 任务二：催化剂对化学平衡的影响 【图像分析】 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，但是使用催化剂能加快化学反应的速率，缩短反应达到化学平衡时间，不改变平衡转化率但能提高单位时间内的产量。 注：一般指正催化剂。也可使用负催化剂，减慢反应速率。 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。催化剂不能改变达到平衡状态的反应混合物的含量，只改变到达平衡的时间 影响化学 平衡的因素 浓度 压强 温度 C反↑ 或 C生↓ C反↓ 或 C生↑ 正向 逆向 催化剂 不影响平衡移动 吸热方向 放热方向 向气体分子数减小方向 向气体分子数增大方向 ——只影响反应速率，平衡不移动 P↑ P↓ T↑ T↓ 小结 共同的规律？ “对着干” 1、定义： 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 任务三：勒夏特列原理 而不能”消除“这种改变 “对着干，但又干不过” 如：对于2NO2(g)(红棕色)⥫⥬N2O4(g)(无色)的平衡体系，若缩小体积增大压强，混合气体颜色先加深，后变浅，达到新的平衡后混合体系颜色比原平衡时颜色深。 若同时改变多个影响平衡移动的几个条件，则不能简单的依据该原理来判断平衡移动的方向，只有在改变条件时对平衡移动的影响方向一致时，才能根据该原理进行判断。 化学平衡移动分析的思维模型 改变条件 若反应速率不变（如容积不变时充入不参加反应的气体） 改变条件 改变程度相同 （v正=v逆） 改变程度不同 （v正≠v逆） 使用催化剂 气体体积不变的反应，改变压强 浓度变化 压强变化 温度变化 平衡移动 平衡不移动 课堂小结 1.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) √ 学习评价 t1时刻达到平衡状态Ⅰ，各物质反应速率之比等于化学计量数之比，A错误； 改变条件后，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，故平衡逆向移动，若改变的条件为向容器中加入NH3(g)，则加入NH3(g)的瞬间，逆反应速率增大，正反应速率不变，故改变的条件为升高温度，B错误； 平衡逆向移动，N2的平衡转化率减小，故α(Ⅰ)>α(Ⅱ)，C正确； 升高温度，放热反应的平衡常数减小，平衡常数K：K(Ⅰ)>K(Ⅱ)，D错误。 学习评价 2.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 mol CO和2 mol H2S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 √ 学习评价 由图可知，升高温度，平衡时COS的体积分数减小，即升高温度平衡逆向移动，故该反应为放热反应，ΔH<0，A错误； 设T1 ℃达到平衡时转化的n(CO)=x mol，可列三段式： 　　　　　CO(g)+H2S(g)⥫⥬COS(g)+H2(g) 初始/mol　 2　　　2　　　 0　　　0 转化/mol　 x　　　x　　 　 x　　　x 平衡/mol　 2-x　　2-x　　 　x　　　x 由该温度下平衡时COS的体积分数为30%可列式：×100% =30%，解得x=1.2，CO的平衡转化率α(CO)=×100%=60%，B错误； 学习评价 a点和b点是不同温度下的平衡状态，b点温度高于a点，故a点正反应速率小于b点逆反应速率，C正确； 该反应反应前后气体分子数不变，增大压强平衡不移动，COS的体积分数不变，D错误。 返回 学习评价 3.(2026·东莞高二上期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率 B.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 C.一定条件下，当反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)达到平衡后，缩小容积，气体 　颜色加深 D.氯水中加入CaCO3粉末可以提高氯水中HClO的浓度 √ 学习评价 硫酸生产中存在2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)的平衡，使用过量空气(增大O2浓度)，平衡正向移动，能提高SO2的利用率，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意； 存在平衡：Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO，高浓度的Cl-会使平衡逆向移动，抑制氯气的溶解，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意； 反应2NO2(g，红棕色)⥫⥬N2O4(g，无色)是气体分子数减少的反应，缩小容积时，压强增大，平衡正向移动，但气体颜色加深是因为容积缩小导致NO2浓度瞬间增大的幅度超过了平衡正向移动使NO2浓度减小的幅度，最终颜色加深并非平衡移动的结果，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意； 氯水中存在平衡：Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO，加入的CaCO3粉末会与HCl反应，消耗H+使平衡正向移动，从而提高HClO的浓度，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意。 学习评价 4.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 返回 学习评价 5.如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在①中加入CaO，在②中不加其他任何物质，在③中加入NH4Cl晶体，发现①中红棕色变深，③中红棕色变浅[已知：反应2NO2(红棕色)⥫⥬N2O4(无色)]。下列叙述不正确的是 A.2NO2⥫⥬N2O4是放热反应 B.NH4Cl溶于水时吸收热量 C.烧瓶①中平衡时混合气体的相对分子质量增大 D.烧瓶③中气体的压强减小 √ 学习评价 在①中加入CaO，红棕色变深，说明二氧化氮浓度增大，氧化钙溶于水是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)是放热反应，故A正确； 在③中加入NH4Cl晶体，红棕色变浅，说明向生成四氧化二氮的方向移动即温度降低，因此NH4Cl溶于水时吸收热量，故B正确； 烧瓶①中平衡逆向移动，气体质量不变，气体物质的量增大，则混合气体的相对分子质量减小，故C错误； 温度降低，烧瓶③中平衡正向移动，气体物质的量减小，则气体的压强减小，故D正确。 学习评价 6.(2026·河北沧州期中联考)常温下，在一支试管中加入少量氯化钴晶体，再逐滴加入浓盐酸至晶体完全溶解，然后滴加水至溶液呈紫色为止。溶液中存在平衡：[Co(H2O)6]2+(aq)(粉红色)+4Cl-(aq)⥫⥬[CoCl4]2-(aq)(蓝色) +6H2O(l)　ΔH。下列说法正确的是 A.向溶液中加入适量的稀硫酸，平衡不移动，溶液仍为紫色 B.将试管放入热水中，溶液变成蓝色，则ΔH>0 C.当溶液中v正{[Co(H2O)6]2+}=v逆([CoCl4]2-)时，反应已经停止 D.常温下，该反应的平衡常数K= √ 学习评价 向溶液中加入适量的稀硫酸，相当于稀释，平衡逆向移动，溶液变为粉红色，A错误； 将试管放入热水中，溶液变成蓝色，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，即ΔH>0，B正确； [Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-的化学计量数相等，当v正{[Co(H2O)6]2+}=v逆([CoCl4]2-)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，而非停止，C错误； 水为纯液体，不代入反应的平衡常数表达式中，该反应的平衡常数K= D错误。 学习评价 $