高中化学 专题2 第三单元 第2课时 温度变化对化学平衡的影响学案 苏教版选修4.doc

第2课时温度变化对化学平衡的影响学习目标定位1.通过温度对可逆反应速率的影响，理解并掌握温度影响化学平衡移动的规律。2.了解催化剂影响化学反应速率的实质，并进一步探讨对化学平衡的影响，从而了解催化剂在化工生产中的应用。1在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增大了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增加，因而使反应速率加快，但温度对可逆反应的正、逆反应速率影响程度是不一样的，其中对吸热反应的速率影响程度大，而对放热反应的速率影响程度小，即：升温，v放、v吸均增大，但v吸增大程度大；降温，v放、v吸均减小，但v吸减小程度大。2对于2so2o22so3反应，达到平衡后，改变压强时，其反应速率的变化曲线如下图：图1压强的变化是增大，图2压强的变化是减小。探究点一温度变化对化学平衡的影响1按表中步骤完成实验，观察现象填写下表。实验步骤取一支试管向其中加入少量cocl2晶体，加入浓盐酸使其全部溶解；加水至溶液呈紫色；将上述溶液分别装于三支试管中，分别置于热水、冰水和室温下实验现象室温下试管内液体呈紫色；热水中试管内液体呈蓝色，冰水中试管内液体呈粉红色结论(平衡移动的方向)室温平衡不移动，温度升高平衡向正反应方向移动(即吸热方向)，降低温度平衡向逆反应方向移动(即放热方向)2ma(g)nb(g)pc(g)mnp，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示：(1)图表示的温度变化是升高，平衡移动方向是逆反应。(2)图表示的温度变化是降低，平衡移动方向是正反应。(3)正反应是放热反应，逆反应是吸热反应。归纳总结温度升高，平衡向吸热反应方向移动；温度降低，平衡向放热反应方向移动。活学活用1如图所示，烧杯甲中盛放100 ml 6 moll1 hcl溶液，烧杯乙中盛放100 ml冷水，现向烧杯甲的溶液中放入25 g naoh固体，同时向烧杯乙中放入25 g nh4no3固体，搅拌使之溶解。已知：2no2(g)n2o4(g)h0(1)a瓶中气体的颜色_，简述理由：_。(2)b瓶中气体的颜色_，简述理由：_。答案(1)变深naoh固体溶解放热，中和hcl也放热，甲中溶液及a中气体温度升高，2no2(g)n2o4(g)h0，平衡逆向移动，no2浓度增大，颜色加深(2)变浅nh4no3固体溶解吸热，乙中溶液及b中气体温度降低，2no2(g)n2o4(g)h0，平衡正向移动，no2浓度减小，颜色变浅解析甲中氢氧化钠溶解及盐酸与氢氧化钠发生中和反应均放出热量；乙中nh4no3固体溶解要吸收热量。2no2(g)n2o4(g)h0，温度升高，平衡向逆反应方向移动，颜色加深；温度降低，平衡向正反应方向移动，颜色变浅。2对于n2(g)3h2(g)2nh3(g)h0其中vt图像为(1)反应t1时刻改变的条件为_。t2时刻改变的条件为_。(2)反应t1时刻改变的条件为_。t2时刻改变的条件为_。答案(1)增大压强降低温度(2)升高温度减小压强解析t1时刻速率增大，说明是升温或增大压强，而t2时刻速率又减小，说明是降温或减小压强。探究点二勒夏特列原理1向一密闭容器中通入1 mol n2、3 mol h2发生反应n2(g)3h2(g)2nh3(g)h0，一段时间后达到平衡。(1)若增大n2的浓度，平衡移动的方向是向右移动；达新平衡时，氮气的浓度与改变时相比较，其变化是减小。(2)若升高温度，平衡移动的方向是向左移动；达新平衡时的温度与改变时相比较，其变化是降低。(3)若增大压强，平衡移动的方向是向右移动；达新平衡时的压强与改变时相比较，其变化是减小。2根据上表你能得出的结论是改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。该结论就是勒夏特列原理(化学平衡移动原理)。归纳总结(1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。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)对“减弱这种改变”的正确理解定性角度：用于判断平衡移动的方向。定量角度：“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”。活学活用3已知：可逆反应2so2(g)o2(g)2so3(g)h0，在一定条件下达到平衡后，改变下列条件一定能使该平衡向正反应方向移动的是()a升温增压 b降温增压c升温减压 d降温减压答案b解析该反应为放热反应，因此降低温度可使平衡向正反应方向移动；该反应为气体分子数减小的反应，因此增大压强可使平衡向正反应方向移动。1已知反应a2(g)2b2(g)2ab2(g)的h0。t1时刻反应达到平衡，并测得c在容器中的体积分数为1。t2时刻改变某一条件(其他条件不变)，c在容器中的体积分数的变化如图所示，则t2时刻改变的条件是()a加入1 mol氦气 b加入1 mol cc增大压强 d升高温度答案d解析氦气与该反应无关，在恒压条件下加入氦气相当于减小压强，但反应前后气体分子数相等，平衡不移动，气体c的体积分数不变，a错；增加c的物质的量，c的体积分数瞬间增大，与图像不符，b错；增大压强平衡不移动，c的体积分数不变，c错；升高温度，平衡正向移动，c的体积分数增大，故d正确。5对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是()a提高反应物的平衡转化率b以同样程度改变正、逆反应速率c增大正反应速率，降低逆反应速率d改变平衡混合物的组成答案b解析加入催化剂，能大幅度地加快化学反应速率，缩短达到平衡所需时间，但不能使平衡发生移动。基础过关一、勒夏特列原理的应用1下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()a光照新制的氯水时，溶液的ph逐渐减小b加催化剂，使n2和h2在一定条件下转化为nh3c可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气d增大压强，有利于so2与o2反应生成so3答案b解析勒夏特列原理只能解释与平衡移动有关的问题。氯水中存在平衡cl2(g)h2ohclhclo、2hclo2h2clo2，光照能促使平衡向右移动，使c(h)逐渐增大，a项正确；催化剂只能加快反应速率，而与平衡是否移动无关，b项错；在氨水中存在平衡：nh3(g)h2onh3h2onhoh，在浓氨水中加入naoh固体，增大的c(oh)使平衡向左移动，使气体在水中的溶解度减小，所以利于nh3的挥发，c项正确。2下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()a打开汽水瓶时，有大量气泡溢出b在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉c氨水应密闭保存于低温处d实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气答案b解析配制feso4溶液时，加入铁粉是为了防止fe2被氧化。二、温度对化学平衡移动的影响3对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是()a加入一种反应物 b增大体系的压强c升高温度 d使用催化剂答案c解析a项中，若反应物是固体，增加其量对平衡移动无影响；b项中，若气体体积反应前后相等，或无气体参与反应，增大压强，平衡都不会移动。4如图所示的直型石英玻璃封管中充有co气体，左端放置不纯的镍(ni)粉。在一定条件下，ni可以与co(g)发生如下反应：ni(s)4co(g)ni(co)4(g)，但ni粉中的杂质不与co(g)发生反应。玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350 k和470 k，经过足够长时间后，右端的主要物质是()a纯ni(s)和ni(co)4(g)b纯ni(s)和co(g)c不纯ni(s)和co(g)d不纯ni(s)和ni(co)4(g)答案b解析本题主要考查温度对化学平衡的影响规律。在左端开始发生如下反应ni(s)4co(g)350 k,ni(co)4(g)，随着反应的进行，ni(co)4(g)充满玻璃管，并达到平衡；ni(co)4在玻璃管右侧发生反应ni(co)4(g)ni(s)4co(g)，这样两端的化学平衡体系都在不停地向右移动，直到左端ni粉完全反应，ni(co)4在右侧完全分解为止，故经过足够长时间后，右端的主要物质为ni(s)和co(g)。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：在中加入cao，在中不加其他任何物质，在中加入nh4cl晶体，发现中红棕色变深，中红棕色变浅，下列叙述正确的是()a2no2n2o4是放热反应bnh4cl溶于水时放出热量c烧瓶中平衡混合气的平均相对分子质量增大d烧瓶中气体的压强增大答案a解析2no2n2o4，no2为红棕色气体，n2o4为无色气体。中红棕色变深说明平衡左移，平均相对分子质量减小，而cao和水反应放热，则该反应为放热反应，a对，c错；中红棕色变浅，说明平衡右移，而正反应为放热反应，则证明nh4cl溶于水要吸收热量，平衡右移时，气体的物质的量减小，压强减小，b、d均错。三、采取措施使化学平衡定向移动6利用反应：2no(g)2co(g)2co2(g)n2(g)h746.8 kjmol1，可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和no的转化率，采取的措施是()a降低温度b增大压强同时加催化剂c升高温度同时充入n2d及时将co2和n2从反应体系中移走答案b解析a项，降温，平衡右移，no的转化率提高，但反应速率降低，a错；b项，增大压强，平衡右移，no的转化率提高，加入催化剂，可大幅度加快反应速率，b对；c项，升温，充入n2平衡左移，no的转化率降低，c错；d项，移走co2和n2，平衡右移，但反应速率降低，d错。7cocl2(g)co(g)cl2(g)h0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加co浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，其中能提高cocl2转化率的是()a b c d答案b解析该反应的正反应是吸热反应，升温平衡向正反应方向移动，故可提高cocl2的转化率；恒容通入惰性气体，由于与反应有关的物质的浓度未改变，所以对反应无影响，平衡不移动，故cocl2的转化率不变；增加co浓度，平衡逆向移动，故cocl2的转化率变小；减压平衡正向移动，所以cocl2的转化率变大；使用催化剂只能影响化学反应速率，对化学平衡无影响；相当于减压，同；综上所述，能提高cocl2转化率的有，故b正确。8.右图曲线a表示放热反应2x(g)z(g)m(g)n(s)进行过程中x的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，不可能采取的措施是()a升高温度 bx的投入量增加c加催化剂 d减小容器体积答案a解析因为n为固体，所以该反应为等体反应，所以加催化剂或减小容器体积均能使a曲线变为b曲线；b项，x的投入量增加，相当于缩小体积，所以能使a曲线变为b曲线。升温，平衡左移，x的转化率降低。9对于平衡co2(g)co2(aq)h19.75 kjmol1，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是()a升温增压 b降温减压c升温减压 d降温增压答案d解析该平衡体积缩小，放出热量，所以降温加压能促使平衡向右移动。四、条件改变对化学反应速率和化学平衡的综合影响10.右图是关于反应a2(g)b2(g)2c(g)d(g)hv正，加压v逆v正，a错；b项，降温，v正、v逆都减小，b错；c项，压强、温度不变，充入“惰”气，v正v逆保持不变；d项，温度、压强不变，充入a2(g)瞬间，c(a2)增大，而生成物浓度减小，所以v正大于原平衡，而v逆小于原平衡。11某密闭容器中发生如下反应：x(g)3y(g)2z(g)h”、“”或“(2)增大(3)增大减小(4)减小(5)不变解析对反应：ma(g)nb(g)pc(g)达平衡后，升高温度时，b的转化率变大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应；减小压强时，混合体系中c的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，即mnp，a的质量分数增大；加入b时平衡向正反应方向移动，a的转化率增大；升高温度时，平衡向正反应方向移动，c(c)增大，c(b)减小，即减小；加入催化剂，平衡不移动，混合物的总物质的量不变。13pcl3与pcl5均是有机合成的重要中间体，两者存在以下相互转化关系：pcl5(g)pcl3(g)cl2(g)ha kjmol1，在210 时，将4 mol pcl5气体充入2 l真空密闭容器中发生上述反应，得到如下数据：时间(s)0204060n(pcl5)42.822(1)已知上述反应在温度较高时才能自发进行，则a_0(填“”、“”或“(2)0.02 moll1s1(3)减小(4)ab(5)如图所示解析(1)由于上述反应在温度较高时才能自发进行，说明该反应为吸热反应，a0。(2)根据公式v(pcl3)c(pcl3)/tc(pcl5)/t0.8 mol/2 l/20 s0.02 moll1s1。(3)在平衡后降低温度，该平衡向逆反应方向移动，氯气浓度将减小。(4)若要增大pcl5的量，使平衡左移，可采取的方法有降低温度或通入cl2。(5)根据反应方程式的特点，作图。14在一定条件下，可逆反应abmc变化如右图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物c在混合物中的质量分数，p为反应在t2温度时达到平衡后容器内压强的变化情况，问：(1)温度t1_t2(填“大于”、“等于”或“小于”)，正反应是_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)如果a、b、c均为气体，则m_2(填“大于”、“等于”或“小于”)。(3)当温度和容积不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强_(填“增大”、“减小”或“不变”)，平衡_移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。(4)当温度和压强不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，平衡_移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。答案(1)大于放热(2)大于(3)增大不(4)向正反应方向解析(1)由图像可知，t1t2，温度高，w(c)的含量低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。(2)增大压强，w(c)含量降低，平衡左移，正反应为体积增大的反应，m2。(3)当温度、容积不变时，充入“惰”气，由于各反应物、生成物的浓度不变，所以平衡不移动。(4)当温度、压强不变时，充入“惰”气，体积扩大，根据m2，平衡右移。拓展探究15在一容积为2 l的密闭容器中，加入0.2 mol的n2和0.6 mol 的h2，在一定条件下发生如下反应：n2(g)3h2(g)2nh3(g