第二章第二节第4课时催化剂对化学平衡的影响

第4课时、催化剂对化学平衡的影响1.变化观念与平衡思想从变化的角度认识化学平衡的某著名企业，即可逆反应达到平衡后，、催化剂改变，平衡将会发生某著名企业而建立新的平衡。2.证据推理与模型认知通过实验论证说明、催化剂的改变对化学平衡某著名企业的影响，构建分析判断化学平衡某著名企业方向的思维模型(勒夏特列原理)。核心素养发展目标课时对点练内容索引一、、催化剂对化学平衡的影响二、勒夏特列原理一、、催化剂对化学平衡的影响实验原理实验步骤

实验现象热水中混合气体颜色

；冰水中混合气体颜色_____1.化学平衡的影响(1)实验探究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：加深变浅实验结论混合气体受热颜色

，说明NO2浓度

，即平衡向

方向某著名企业；混合气体被冷却时颜色

，说明NO2浓度

，即平衡向

方向某著名企业加深增大逆反应变浅减小正反应(2)化学平衡的影响规律①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影响。②当其他条件不变时：高，平衡向

的方向某著名企业；低，平衡向

的方向某著名企业。吸热反应放热反应(3)用v—t图像分析化学平衡的影响已知反应：mA(g)＋nB(g)

pC(g)

ΔH＜0，当反应达平衡后，若变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示。t1时刻，升高，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，平衡向逆反应方向某著名企业。t1时刻，降低，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，平衡向正反应方向某著名企业。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，平衡不某著名企业。提醒

①一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，也使用负催化剂，减慢反应速率。②用速率分析化学平衡某著名企业的一般思路(1)以影响任意可逆反应的化学平衡状态(

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

)(3)升高，反应速率加快，化学平衡正向某著名企业(

)(4)升高，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低(

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

)(6)升高，化学平衡常数增大(

)(7)平衡某著名企业，平衡常数不一定改变，但平衡常数改变，平衡一定发生某著名企业(

)√××√正误判断××√1.一定，可逆反应：aX(g)＋bY(g)

cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t0时刻改变某一外界条件，化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。深度思考(1)若a＋b

c，则t0时刻改变的外界条件可能是

或者

。(2)若a＋b

c，则t0时刻改变的外界条件只能是

。＝增大压强使用催化剂≠加入催化剂2.煤化工中常需研究不同的平衡常数、投料比及热值等问题。已知CO(g)＋H2O(g)

H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随变化如下表所示：/℃4005008301000平衡常数K10910.6请回答下列问题：(1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。放热解析由表格可知，升温，化学平衡常数减小，故正反应为放热反应。(2)某，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________。1000℃解析根据平衡常数的表达式知K＝0.6，平衡常数只与关，定，平衡常数为定值，所以此时对应的1000℃。/℃4005008301000平衡常数K10910.6(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)。解析830℃时，化学平衡常数为1，若n(CO2)·n(H2)<n(CO)·n(H2O)，则反应向正反应方向进行，符合此要求的是B、C。

ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2101n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232BC(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________。解析830℃时，化学平衡常数为1，设CO的转化浓度为xmol·L－1，

CO(g)＋H2O(g)

H2(g)＋CO2(g)起始浓度/(mol·L－1)

230

0转化浓度/(mol·L－1)

x

x

x

x平衡浓度/(mol·L－1)

2－x

3－x

x

x60%化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度K值越大，该反应进行得越完全，反应物的转化率越大；反之，就越不完全，转化率越小。(2)判断反应的热效应①升高：K值增大→正反应为吸热反应；K值减小→正反应为放热反应。②降低：K值增大→正反应为放热反应；K值减小→正反应为吸热反应。归纳总结(3)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向当Q＝K时，反应处于平衡状态；当Q＜K时，反应向正反应方向进行；当Q＞K时，反应向逆反应方向进行。1.反应：A(g)＋3B(g)

2C(g)

ΔH＜0达到平衡后，将反应体系的低，下列叙述中正确的是A.正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向右某著名企业B.正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向左某著名企业C.正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向右某著名企业D.正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向左某著名企业应用体验√解析降低，v正、v逆均减小，平衡向放热反应方向某著名企业，即平衡正向某著名企业。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√返回解析A项，图Ⅰ改变的条件应是增大压强；B项，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，由于平衡发生了某著名企业，所以改变的条件不是加入催化剂；D项，改变的应是，且乙的。二、勒夏特列原理1.定义如果改变影响平衡的一个因素(如、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够

这种改变的方向某著名企业。简单记忆：改变―→减弱这种改变。减弱2.适用范围(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、电离平衡和水解平衡等)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因素”时平衡某著名企业的方向。若同时改变影响平衡某著名企业的几个因素，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡某著名企业的方向，只有在改变的因素对平衡某著名企业的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。(1)对于可逆反应，升高，若v正增大，则v逆减小，平衡正向某著名企业(

)(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某著名企业，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(

)×√×√正误判断1.下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是______(填字母)。深度思考解析催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的某著名企业无影响。BE2.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)＝1mol·L－1，容器内压强为p，T。(1)再向容器中通入N2，使其浓度变为2mol·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，并保持变，再次达到平衡时压强p′的范围是__________。(3)迅速升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，T′的范围是__________。1mol·L－1<c(N2)<2mol·L－1p<p′<2pT<T′<T1特别提醒平衡某著名企业的结果只能是“减弱”外界条件的改变，但不能完全“消除”这种改变。可概括为“外变大于内变”。勒夏特列原理只能解决与平衡某著名企业有关的问题。不涉及平衡某著名企业的问题都不能用勒夏特列原理解释，常见的有：(1)使用催化剂不能使化学平衡发生某著名企业；(2)反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生某著名企业；(3)发生的化学反应本身不是可逆反应；(4)外界条件的改变对平衡某著名企业的影响与生产要求不完全一致的反应。归纳总结1.一定，在密闭容器中发生反应：N2O4(g)

2NO2(g)

ΔH>0，反应达到平衡时，下列说法不正确的是A.若缩小容器的体积，则容器中气体的颜色先变深后又变浅，且比原平

衡颜色深B.若体积不变，向容器中再加入一定量的N2O4，再次达到平衡时，各种

物质的百分含量改变C.若、体积不变，向容器中再加入一定量的NO2，待反应达到平衡

后，新平衡和旧平衡相比，D.若体积不变，升高，再次平衡时体系颜色加深应用体验√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“逆向某著名企业”“正向某著名企业”或“不某著名企业”，下同)，c(CO2)______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。不某著名企业不变解析C为固体，增加C的量，其浓度不变，平衡不某著名企业，c(CO2)不变。(2)保持变，增大反应容器的容积，则平衡_____________，c(CO)________，n(CO)________。正向某著名企业减小解析增大反应容器的容积，即减小压强，平衡向气体体积增大的方向某著名企业，c(CO)减小，但n(CO)增大。增大(3)保持反应容器的容积和变，通入He，则平衡________，c(CO2)________。不某著名企业不变解析通入He，但容积和变，平衡不会发生某著名企业，c(CO2)不变。(4)保持反应容器的容积不变，升高，则平衡___________，c(CO)________。解析容积不变，升高，平衡向吸热方向某著名企业，c(CO)增大。正向某著名企业增大返回课时对点练题组一化学平衡的影响1.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒生反应：H2(g)＋Br2(g)

2HBr(g)

ΔH<0，平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是A.a>b

B.a＝bC.a<b

D.无法确定12345678910111213141516对点训练解析该反应为放热反应，绝热下进行反应，高，平衡左移，所以绝热平衡时Br2(g)的转化率低于恒时的转化率，即a>b。√2.反应2A(g)

2B(g)＋C(g)

ΔH>0，达平衡时要使v正降低，c(A)增大，应采取的措施是A.加压

B.减压C.加催化剂

D.降温√123456789101112131415163.已知反应：2NO2(g)

N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用弹簧夹夹住橡皮管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是A.上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快B.上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，

c(N2O4)增大C.上述过程中，A、B烧瓶内气体密

度均保持不变D.反应2NO2(g)

N2O4(g)的逆反应为放热反应√12345678910111213141516解析升高，正、逆反应速率都增大，A项正确；B烧瓶内气体颜色变浅，说明平衡向生成N2O4的方向某著名企业，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大，B项正确；容器的容积不变，混合气体的质量不变，A、B烧瓶内气体密度都不变，C项正确；放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深，放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅，说明升高衡向生成NO2的方向某著名企业，降低衡向生成N2O4的方向某著名企业，故反应2NO2(g)

N2O4(g)的正反应为放热反应，D项错误。123456789101112131415164.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，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断中正确的是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123456789101112131415√16解析正反应吸热，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。12345678910111213141516题组二多因素对化学平衡影响的分析5.对可逆反应2A(s)＋3B(g)

2C(g)＋2D(g)

ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是①增加A的量，平衡向正反应方向某著名企业②升高，平衡向逆反应方向某著名企业，v正减小③压强增大一倍，平衡不某著名企业，v正、v逆不变④增大B的浓度，v正>v逆⑤加入催化剂，平衡向正反应方向某著名企业A.①②

B.④

C.③

D.④⑤√12345678910111213141516解析①A是固体，增大A的量对平衡无影响，错误；②升高，v正、v逆均应增大，但v逆增大的程度大，平衡向逆反应方向某著名企业，错误；③压强增大平衡逆向某著名企业，但v正、v逆都增大，错误；④增大B的浓度，平衡向正反应方向某著名企业，v正>v逆，正确；⑤加入催化剂，平衡不某著名企业，错误。123456789101112131415161234567891011121314156.已知反应：COCl2(g)

CO(g)＋Cl2(g)

ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温②恒容通入惰性气体

③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，其中能提高COCl2转化率的是A.①②④

B.①④⑥

C.②③⑤

D.③⑤⑥16解析②恒容通入惰性气体，平衡不某著名企业；③增加CO浓度，平衡左移，COCl2转化率降低；⑤加入催化剂，平衡不某著名企业。√题组三化学平衡某著名企业的相关图像7.已知反应3A(g)＋B(g)

2C(g)＋2D(g)

ΔH<0，下图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是①增大A的浓度②升高③增大D的浓度④加入催化剂⑤恒，缩小反应容器体积⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变A.①②③

B.④⑤

C.③④⑤

D.④⑤⑥√12345678910111213141516解析根据题图可知曲线b(实线)变为曲线a(虚线)时，平衡未发生某著名企业且反应速率加快了。①增大A的浓度、②升高、③增大D的浓度，平衡均发生了某著名企业，D的体积分数发生了改变；⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变，因为12345678910111213141516压强不变，体积变大，所以浓度变小，速率变小了，与图像不一致；④加入催化剂，反应速率加快了，同时平衡不某著名企业，与图像一致；⑤恒，缩小反应容器体积，浓度增大，速率加快，又因为方程式左右两边气体的化学计量数之和相等，所以平衡不某著名企业，与图像一致。8.已知：4NH3(g)＋5O2(g)

4NO(g)＋6H2O(g)

ΔH＝－1025kJ·mol－1。若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是12345678910111213141516√解析因为正反应为放热反应，升高，反应速率加快，达到平衡所用时间减少，但是平衡向逆反应方向某著名企业，NO的含量减小，A正确、C错误；增大压强，反应速率加快，达到平衡所用时间减少，正反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向某著名企业，NO的含量减小，B正确；催化剂对平衡没有影响，只是加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，D正确。1234567891011121314151612345678910111213141516√解析加入KI固体，c(I－)增大，平衡正向某著名企业，A项正确；由图可知，高，

越小，则升高，平衡逆向某著名企业，正反应为放热反应，ΔH＜0，B项正确；12345678910111213141516T1时，反应进行到状态d时，

小于平衡时浓度，则平衡向正反应方向某著名企业，则一定有v正＞v逆，C项正确；a、b均为平衡点，a点，该反应为放热反应，降低，平衡正向某著名企业，则状态a时I2的转化率更高，D项错误。10.如图是可逆反应A＋2B

2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降压)而变化的情况。由此可推断下列说法正确的是A.正反应是放热反应

B.D可能是气体C.逆反应是放热反应

D.A、B、C、D均为气体12345678910111213141516√题组四勒夏特列原理的应用11.下列事实中，能用勒夏特列原理解释的是①夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体②浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体③实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气④将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅⑤使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率⑥合成氨时，将氨液化分离，可提高原料利用率A.①②③④⑥

B.④⑤⑥

C.①③④⑤

D.③④⑥123456789101112131415√1612.近年来，我国多地出现严重雾霾天气，据研究，雾霾的形成与汽车排放的CO、NO2等有毒气体有关，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体，反应的热化学方程式为4CO(g)＋2NO2(g)

4CO2(g)＋N2(g)

ΔH＝－1200kJ·mol－1，对于该反应，同(T2>T1)其他条件相同时，下列图像不正确的是12345678910111213141516综合强化√13.(2020·二检测)N2O5是一种新型硝化剂，在一定可以发生以下反应：2N2O5(g)

4NO2(g)＋O2(g)

ΔH>0。T1，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：12345678910111213141516时间/s050010001500c(N2O5)/(mol·L－1)5.003.522.502.5012345678910111213141516时间/s050010001500c(N2O5)/(mol·L－1)5.003.522.502.50下列说法中不正确的是A.500s内，N2O5的分解速率为2.96×10－3mol·L－1·s－1B.T1的平衡常数K1＝125，平衡时N2O5的转化率为50%C.T1的平衡常数为K1，T2的平衡常数为K2，若T1>T2，则

K1<K2D.达到平衡后，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的

，则再次

达到平衡时，c(N2O5)>5.00mol·L－1√B项，分析如下：

2N2O5(g)

4NO2(g)＋O2(g)起始浓度/(mol·L－1)5.0000转化浓度/(mol·L－1)2.505.001.25平衡浓度/(mol·L－1)2.505.001.2512345678910111213141516C项，该反应的正反应为吸热反应，升高，平衡常数增大，故K1>K2；1234567891011121314151612345678910111213141514.密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)

2C(g)

ΔH<0，根据速率—时间图像，回答下列问题。16(1)下列时刻所改变的外界条件分别是：t1__________；t3____________；t4__________。升高使用催化剂减小压强(2)物质A的体积分数最大的时间段是________。(3)上述图像中C的体积分数相等的时间段是_____________。t5～t6t2～t3、t3～t412345678910111213141516(4)反应速率最大的时间段是________。(5)t0～t1、t3～t4、t5～t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的关系为___________。t3～t4K0>K3＝K515.将0.4molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g)2NO2(g)

ΔH。在T1和T2时，测得NO2的物质的量随时间的变化如图所示：(1)T1时，40～80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为___________mol·L－1·s－1。123456789101112131415160.00125(2)ΔH_____(填“>”“<”或“＝”)0。12345678910111213141516>解析由图可知反应在T1比T2先达到平衡状态，所以T1>T2，由于T1平衡时n(NO2)比T2平衡时的多，故升高，平衡向生成NO2的方向某著名企业，即向吸热反应方向某著名企业，所以ΔH>0。(3)改变条件重新达到平衡时，要使

的值变小，可采取的措施有____(填字母，下同)。A.增大N2O4的起始浓度

B.升高C.向混合气体中通入NO2

D.使用高效催化剂12345678910111213141516AC12345678910111213141516(4)在T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是_______。A.A、C两点的反应速率：A>CB.A、B两点N2O4的转化率：A>BC.A、C两点气体的颜色：A深，C浅D.由A点到B点，可以用加热的方法12345678910111213141516B12345678910111213141516解析A项，由图可知：A、C两点平衡时同，C点对应压强大，反应速率大；B项，由图可知：A、B两点平衡时压强相同，同，A点NO2的体积分数大于B点，而反应：N2O4(g)

2NO2(g)

ΔH>0，高，平衡向右某著名企业，NO2的体积分数增大，T4>T3，转化率A>B；C项，由图像可知，A、C两点平衡时同，C点对应压强大，NO2的浓度大，故气体颜色C点比A点深；D项，由B项分析知，A点平衡时T4高于B点平衡时T3，故由A点到B点需要降低。16.(2020·吉林吉化一中高二期中)(1)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的常用试剂，已知：2NO(g)＋Cl2(g)

2ClNO(g)

ΔH<0，一定，将

2molNO与2molCl2置于2L密闭容器中发生反应。①下列可判断反应达到平衡状态的是________(填字母，下同)。A.混合气体的平均相对分子质量不变B.混合气体的密度保持不变C.NO和Cl2的物质的量之比保持不变D.每消耗1molNO同时生成1molClNO12345678910111213141516AC12345678910111213141516起始投入的NO与Cl2的物质的量之比是1∶1，而变化的NO与Cl2的物质的量之比是2∶1，所以在未达到平衡前，NO与Cl2的物质的量之比是变化的，当NO与Cl2的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态，C正确；反应的任一阶段，每消耗1molNO一定会生成1molClNO，不能确定是否达到平衡状态，D错误。12345678910111213141516②为了加快化学反应速率，同时提高NO的转化率，其他条件不变时，可采取的措施有______。A.升高

B.缩小容器容积C.再充入Cl2 D.使用合适的催化剂BC解析升高，反应速率加快，但该反应放热，平衡逆向某著名企业，NO