化学平衡常数与化学平衡计算

第3课时影响化学平衡移动原因(二)

温度、催化剂对化学平衡移动影响第二章

第三节

化学平衡1/391.经过温度对可逆反应速率影响，了解并掌握温度影响化学平衡移动规律。2.了解催化剂影响化学反应速率实质，并深入探讨对化学平衡影响，从而了解催化剂在化工生产中应用。3.依据外界条件对化学平衡影响，归纳勒夏特列原理。目标导航2/39基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引3/39一、温度对化学平衡移动影响基础知识导学1.温度对化学平衡影响试验探究试验原理2NO2(g)

N2O4(g)

ΔH＝－56.9kJ·mol－1

红棕色

无色试验装置4/39答案试验现象热水中红棕色

；冰水中红棕色

试验结论体系受热颜色加深，说明c(NO2)增大，即平衡向

方向移动；体系冷却颜色变浅，说明c(NO2)减小，即平衡向

方向移动加深变浅吸热反应放热反应5/39答案2.温度对化学平衡移动影响规律升高温度，平衡向

方向移动；降低温度，平衡向

方向移动。吸热反应放热反应相关视频6/397/39议一议1.升高温度，平衡向吸热反应方向移动，是因为升高温度，吸热反应反应速率增大，放热反应反应速率减小，这种说法对吗？答案不对。对于同一化学反应，升高温度，使v(吸)和v(放)都增大，但吸热反应速率增大程度更大，即v(吸)＞v(放)，所以平衡向吸热反应方向移动；反之，降低温度，v(吸)和v(放)都减小，但吸热反应速率减小程度更大，即v(吸)＜v(放)，平衡向放热反应方向移动。答案8/392.温度改变，任何一个化学平衡都会发生移动吗？为何？答案发生移动，因为任何化学反应都伴随能量改变(放热或吸热)，所以任意可逆反应化学平衡状态，都会受温度影响而发生移动。3.以正反应放热反应为例，画出升温、降温时速率改变图像。答案答案9/39二、催化剂对化学平衡影响1.加入催化剂能够大大地加紧化学反应速率，是因为它能够降低反应

，从而提升活化分子

，从而增大反应速率，不过因为催化剂能够

地改变正、逆反应速率，所以它对化学平衡移动无影响。2.催化剂

改变到达化学平衡状态时反应混合物中

含量，不过使用催化剂能改变反应到达平衡所需

。答案百分数活化能同等程度不能组成时间10/39议一议答案1.对于平衡aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)

ΔH＜0试画出使用催化剂速率随时间改变曲线。答案11/39答案2.对于化学平衡体系I2(g)＋H2(g)

2HI(g)

ΔH＜0，试依据下列图判断由曲线m变为曲线n改变条件可能是___________________________。使用催化剂或缩小容器体积12/39三、勒夏特列原理1.原理假如改变影响平衡一个条件(如浓度、压强或温度)，则平衡将向着能够

这种改变方向移动。2.注意事项(1)研究对象一定是处于平衡状态

。(2)勒夏特列原理只适合用于判断“改变影响平衡

条件”时平衡移动方向。(3)平衡移动结果只能是“减弱”外界条件改变，但不能完全“

”这种改变。答案可逆反应减弱一个消除13/39议一议答案1.一密闭容器中建立N2＋3H2

2NH3

ΔH＜0平衡体系，此时，N2浓度为c(N2)，体系温度为T1，压强为p1，按要求回答以下问题：(1)保持温度、体积不变，通入N2，使N2浓度变为2c(N2)，平衡向________方向移动，重新平衡后，N2浓度为____________________。正反应c(N2)＜c′(N2)＜2c(N2)正反应p1＜p′＜2p114/39答案(3)保持体积不变，升高体系温度至2T1，平衡向________方向移动，重新平衡后，体系温度变为____________。逆反应T1＜T′＜2T12.分别画出1题中条件改变时N2浓度、体系压强、温度改变曲线。答案返回15/39一、速率改变与改变条件综合分析重点难点探究例1

如图所表示是表示反应N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＜0在某一时间段内反应速率与反应过程曲线关系图。(1)氨质量分数最高一段时间是_______(填字母)。A.t0～t1

B.t2～t3

C.t3～t4

D.t5～t6解析化学平衡都是向左移动，所以最初时NH3质量分数最高。A解析答案16/39(2)t1、t3、t4改变条件分别是t1________________；t3________________；t4________________。解析t1时，v正、v逆均增大且v逆＞v正，改变条件是升温；t3时，v正、v逆均增大，且v正＝v逆，改变条件是使用催化剂；t4时，v正、v逆均减小且v逆＞v正，改变条件是减小压强。升高温度使用催化剂减小压强解析答案17/39(1)依据v正和v逆相对大小判断平衡移动方向。(2)依据渐变、突变判断改变条件，浓度影响从原平衡点渐变，而温度、压强影响发生突变后再渐变，催化剂影响时，v正、v逆同等程度突变。方法归纳18/39变式训练1

一定温度下，在2L密闭容器中发生以下反应：A(s)＋2B(g)

2C(g)

ΔH＜0，反应过程中B、C物质量随时间改变关系如图1；反应到达平衡后在t1、t2、t3、t4时分别都只改变了一个条件，逆反应速率随时间改变关系如图2。以下相关说法正确是(

)解析答案A.反应开始2min内，v(B)＝0.1mol·L－1·min－1B.t1时改变条件可能是升高温度C.t3时改变条件可能是加压，此时c(B)不变D.t4时可能是使用了催化剂，此时c(B)不变19/39B项，升温，逆反应速率应比原平衡大；C项，t3时反应速率减小，平衡不移动，可能是减压。答案D20/39二、勒夏特列原理在化工生产中应用例2

(1)在合成氨工业生产中，通常经过以下路径来提升合成氨产量或产率。请分析采取这些办法原因。①在反应器中注入过量N2

②采取适当催化剂③在高压下进行反应④在较高温度下进行反应解析答案21/39解析

依据合成氨反应特点，从反应程度来考虑，使用过量N2和高压能够使平衡向正反应方向移动，提升原料转化率、氨产率；从反应速率来考虑，采取催化剂和较高温度能确保反应较快地进行，且使催化剂活性最正确。答案①为了提升H2转化率，提升产率；②使反应含有较快反应速率；③为了提升N2和H2转化率，提升产率；④为了加紧反应速率，且使催化剂(铁触媒)活性最正确。22/39(2)已知2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

ΔH＜0，其试验数据以下：解析答案压强(×105Pa)1.015.0510.150.5101SO2转化率/%(450℃)97.598.999.299.699.7SO2转化率/%(550℃)85.692.994.997.798.3解析从方程式和表中数据能够看出，温度越高，SO2转化率越低；压强越大，SO2转化率越高。但在1.01×105Pa即常压条件下，SO2已经有较高转化率，而且考虑到成本、设备等方面情况，故采取常压；450℃时反应即使比550℃时反应慢一些，但其转化率很理想(且催化剂活性最正确)，故选择450℃、1.01×105Pa。则工业上生产硫酸合成塔中应选择适宜温度是_______，适宜压强是__________________。450℃1.01×105Pa(常压)23/39化学平衡移动原理有着广泛适用性，可用于研究全部化学动态平衡。平衡移动原理是指导工农业生产和科学研究主要规律。合成氨生产中合成塔内反应和硫酸生产中接触室内反应特点是相同(放热、气体体积减小)，两种工业生产中在浓度、温度、催化剂等方面选择条件所依据原理是相同，但压强选择却大不相同，要依详细情况而定。反思归纳24/39变式训练2

伴随人类对温室效应和资源短缺等问题重视，怎样降低大气中CO2含量及有效地开发利用CO2，引发了各国普遍关注，当前工业上有一个方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行以下试验：在体积为1L密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.0kJ·mol－1测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间改变如图所表示。25/39解析答案(1)反应开始到平衡，H2平均反应速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1。0.22526/39解析答案(2)H2转化率为________。75%27/39解析答案(3)以下办法中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大是________(填字母)。A.升高温度B.充入He(g)，使体系压强增大C.将H2O(g)从体系中分离D.使用催化剂E.缩小容器体积返回28/39解析A项，升温，平衡左移，n(CH3OH)/n(CO2)减小；B项充入He(g)，平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO2)不变；C项，分离出H2O(g)，平衡右移，n(CH3OH)/n(CO2)增大；D项，使用催化剂，平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO2)不变；E项，缩小容器体积，平衡右移，n(CH3OH)/n(CO2)增大。答案CE返回29/391.以下事实能用勒夏特列原了解释是(

)A.加入催化剂有利于合成氨反应B.压缩氢气与碘蒸气反应平衡混合气体，颜色变深C.500℃时比室温更有利于合成氨反应D.将混合气体中氨液化有利于合成氨反应随堂达标检测解析答案1234530/39解析

A、B两项，改变条件平衡均不移动，不能用勒夏特列原了解释；C项，依据勒夏特列原理，温度越低，NH3%越高，采取500℃，主要考虑催化剂活性和反应速率问题；D项，将混合气体中氨液化，相当于减小了生成物浓度，平衡正向移动，有利于合成氨反应。答案D1234531/392.已知反应A2(g)＋2B2(g)

2AB2(g)ΔH<0，以下说法正确是(

)A.升高温度，A2转化率增大B.升高温度有利于反应速率增大，从而缩短到达平衡时间C.到达平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D.到达平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动解析答案1234532/39解析

升高温度，化学平衡逆向移动，A2转化率减小；增大压强，平衡正向移动。答案B1234533/39解析答案1234534/3912345解析

升高温度，正、逆反应速率均增大，A错；升高温度，气体密度增大，因为容器容积不变，则容器内气体质量一定增大，则平衡只能向正反应方向移动，且A一定为非气体，B错；因为升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，C对；若向容器中充入惰性气体，即使容器压强增大，但各物质浓度不变，平衡不移动，D错。答案C35/394.放热反应2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)达平衡后，若分别采取以下办法：①增大压强②减小NO2浓度

③增大O2浓度④升高温度⑤加入催化剂，能使平衡向正反应方向移动是(

)A.①②③

B.②③④