第二章　第二节　第4课时　温度、催化剂对化学平衡的影响　勒夏特列原理 学案 （含答案）-2023-2024学年（人教版2023）高中化学选择性必修1

第第页第二章第二节第4课时温度、催化剂对化学平衡的影响勒夏特列原理学案（含答案）—2023-2024学年（人教版2023）高中化学选择性必修1第4课时温度、催化剂对化学平衡的影响勒夏特列原理

[核心素养发展目标]

1.从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。

2.通过实验论证说明温度、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)。

一、温度、催化剂对化学平衡的影响

1．温度对化学平衡的影响

(1)实验探究温度对化学平衡的影响

按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表：

实验原理2NO2g(N2O4g红棕色无色ΔH＝－56.9kJ·mol－1

实验步骤

实验现象热水中混合气体颜色________；冰水中混合气体颜色________

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

(2)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。

提醒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。

(3)用v－t图像分析温度对化学平衡的影响

已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)ΔH＜0，当反应达到平衡后，若改变温度，其反应速率的变化曲线分别如图所示。

①t1时刻，升高温度，v正′、v逆′均增大，但吸热反应方向的v逆′增大幅度大，则v逆′＞v正′，平衡向__________方向移动(如图1)。

②t1时刻，降低温度，v正′、v逆′均减小，但吸热反应方向的v逆′减小幅度大，则v正′＞v逆′，平衡向__________方向移动(如图2)。

2．催化剂对化学平衡的影响

(1)催化剂对化学平衡的影响规律

当其他条件不变时，催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。

(2)用v－t图像分析催化剂对化学平衡的影响

t1时刻，加入催化剂，v正′、v逆′同等倍数增大，则v正′＝v逆′，平衡不移动(如图3)。

提醒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。

(1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态()

(2)升高温度，反应速率加快，化学平衡向正反应方向移动()

(3)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低()

(4)升高温度，化学平衡常数一定增大()

(5)对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大()

(6)平衡移动，平衡常数不一定改变，但平衡常数改变，平衡一定发生移动()

(7)催化剂能加快反应速率，提高物质单位时间内的产量，也能提高反应物的转化率()

1．在已建立平衡的体系中，改变温度，化学平衡是否移动？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2．若反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的条件改变，平衡不移动但反应速率加快，改变的条件一定是使用催化剂吗？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3．催化剂对化学平衡没有影响，工业生产往往使用催化剂，其目的是什么？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1．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时刻增大O2的浓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

2．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。

已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示：

温度/℃4005008301000

平衡常数K10910.6

请回答下列问题：

(1)上述反应的正反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。

(2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：

5c(CO2)·c(H2)＝3c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。

(3)830℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中反应向正反应方向进行的有______(填字母)。

ABCD

n(CO2)/mol3101

n(H2)/mol2101

n(CO)/mol1230.5

n(H2O)/mol5232

(4)在830℃时，在2L的密闭容器中加入4molCO(g)和6molH2O(g)达到平衡时，CO的转化率是________。

温度与化学平衡常数的关系

温度变化反应焓变ΔH平衡常数K

升高＞0增大

＜0减小

降低＞0减小

＜0增大

二、勒夏特列原理

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________这种改变的方向移动。

2．适用范围及应用

(1)勒夏特列原理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。

(2)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。

对于以下体系，增大压强

混合气体颜色先加深，后变浅。但比原平衡时颜色深。

(1)对于可逆反应，升高温度，若v正增大，则v逆减小，平衡正向移动()

(2)勒夏特列原理适用于所有的动态平衡()

(3)其他条件不变，若增大某反应物的浓度，则平衡向减少该物质浓度的方向移动，最终该物质的浓度减小()

(4)光照时，氯水颜色变浅，可用勒夏特列原理解释()

1．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是____(填字母)。

A．溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅

B．对2H2O22H2O＋O2的反应，使用MnO2可加快制备O2的反应速率

C．反应：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)

ΔHv逆

⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动

A．①②B．④C．③D．④⑤

2．在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋C(s)2CO(g)ΔH＞0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。

(1)增加C(s)，则平衡__________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”，下同)，c(CO2)________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。

(2)保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡_________，c(CO)________，n(CO)________。

(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He，则平衡____________，c(CO2)________。

(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡_________，c(CO)________。

用速率分析化学平衡移动的一般思路

第4课时温度、催化剂对化学平衡的影响勒夏特列原理

[核心素养发展目标]1.从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。2.通过实验论证说明温度、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)。

一、温度、催化剂对化学平衡的影响

1．温度对化学平衡的影响

(1)实验探究温度对化学平衡的影响

按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表：

实验原理2NO2g(N2O4g红棕色无色ΔH＝－56.9kJ·mol－1

实验步骤

实验现象热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅

实验结论混合气体受热时颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动

(2)温度对化学平衡的影响规律

当其他条件不变时，升高温度，会使化学平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向放热反应的方向移动。

提醒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。

(3)用v－t图像分析温度对化学平衡的影响

已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)ΔH＜0，当反应达到平衡后，若改变温度，其反应速率的变化曲线分别如图所示。

①t1时刻，升高温度，v正′、v逆′均增大，但吸热反应方向的v逆′增大幅度大，则v逆′＞v正′，平衡向逆反应方向移动(如图1)。

②t1时刻，降低温度，v正′、v逆′均减小，但吸热反应方向的v逆′减小幅度大，则v正′＞v逆′，平衡向正反应方向移动(如图2)。

2．催化剂对化学平衡的影响

(1)催化剂对化学平衡的影响规律

当其他条件不变时，催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。

(2)用v－t图像分析催化剂对化学平衡的影响

t1时刻，加入催化剂，v正′、v逆′同等倍数增大，则v正′＝v逆′，平衡不移动(如图3)。

提醒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。

(1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态()

(2)升高温度，反应速率加快，化学平衡向正反应方向移动()

(3)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低()

(4)升高温度，化学平衡常数一定增大()

(5)对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大()

(6)平衡移动，平衡常数不一定改变，但平衡常数改变，平衡一定发生移动()

(7)催化剂能加快反应速率，提高物质单位时间内的产量，也能提高反应物的转化率()

答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×

1．在已建立平衡的体系中，改变温度，化学平衡是否移动？

提示任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任何可逆反应的化学平衡状态，都受温度的影响而发生移动。

2．若反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的条件改变，平衡不移动但反应速率加快，改变的条件一定是使用催化剂吗？

提示若反应aA(g)＋bBcC(g)＋dD(g)的a＋b＝c＋d，改变条件，平衡不移动但反应速率加快，可能是使用催化剂，或增大压强(反应前后气体体积不变)。

3．催化剂对化学平衡没有影响，工业生产往往使用催化剂，其目的是什么？

提示催化剂不能使化学平衡发生移动，但可以改变达到平衡所需的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是增大化学反应速率，提高单位时间内的产量。

1．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时刻增大O2的浓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

答案B

解析A项错误，图Ⅰ改变的条件应是增大压强；B项正确，由于同等程度地加快正、逆反应速率，所以应是加入了催化剂；C项错误，由于平衡发生了移动，所以改变的条件不是加入催化剂；D项错误，改变的条件应是温度，且乙的温度高。

2．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。

已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示：

温度/℃4005008301000

平衡常数K10910.6

请回答下列问题：

(1)上述反应的正反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。

(2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：

5c(CO2)·c(H2)＝3c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。

(3)830℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中反应向正反应方向进行的有______(填字母)。

ABCD

n(CO2)/mol3101

n(H2)/mol2101

n(CO)/mol1230.5

n(H2O)/mol5232

(4)在830℃时，在2L的密闭容器中加入4molCO(g)和6molH2O(g)达到平衡时，CO的转化率是________。

答案(1)放热(2)1000℃(3)BC(4)60%

解析(1)由表格可知，升温，化学平衡常数减小，故正反应为放热反应。(2)根据平衡常数的表达式知K＝0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为1000℃。(3)830℃时，化学平衡常数为1，若n(CO2)·n(H2)v逆

⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动

A．①②B．④C．③D．④⑤