【26版化学人教版选择性必修一学习笔记第二章 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

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.通过实验论证说明温度的改变和催化剂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。2.理解勒夏特列原理，能依据原理分析平衡移动的方向，体会理论对实践的指导作用。

一、温度、催化剂对化学平衡的影响

1．实验探究温度对化学平衡的影响

(1)常温下，反应2NO₂(g)(红棕色)N₂O₄(g)(无色)　ΔH＝－56.9 kJ·mol^－1达到平衡，按图示装置实验，观察实验现象，填写下表：

(2)从温度对平衡常数K影响的角度解释上述实验平衡的移动方向：

该反应为放热反应，升高温度，K________，平衡________移动；降低温度，K________，平衡________移动，与实验结论一致。

2．温度对化学平衡的影响规律

(1)改变温度，任意可逆反应的化学平衡一定会发生移动。

(2)当其他条件不变时，升高温度，化学平衡向________的方向移动；降低温度，化学平衡向________的方向移动。

3．催化剂对化学平衡的影响规律

(1)催化剂能同等程度的改变____________反应速率。其图像(v－t图)如图。

(2)当其他条件不变时，催化剂__________改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，催化剂能改变反应达到化学平衡所需的________。

(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(　　)

1．一定条件下，在密闭容器中，发生反应CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)　ΔH>0，达平衡后：

(1)容积不变，升高温度，平衡________移动，c(CO₂)________，氢气的转化率________，CO的体积分数________，混合气体的平均相对分子质量________。

(2)在下图中补全，t₁时，升高温度后的v－t图像。

(3)在下图中画出，t₁时，降低温度，t₂时重新达到平衡的v－t图像。

2．已知某可逆反应在密闭容器中进行：A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)　ΔH>0，C的浓度与时间t的关系如图所示。若使a曲线变为b曲线，可能采取的措施是________________。

3．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)

4．羧基硫(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

二、勒夏特列原理

1．外因对化学平衡的影响

2.勒夏特列原理

(1)内容：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

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。

(3)对原理中“减弱这种改变”的理解

勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”。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________，后________，达到新的平衡后混合体系颜色比原平衡时颜色____。

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＋H₂OHBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅

B．对于2H₂O₂2H₂O＋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)　ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动

D．合成氨反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)　ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施

E．H₂(g)＋I₂(g)2HI(g)，缩小体积加压颜色加深

2．(2023·乌鲁木齐高二月考)可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)　ΔH＜0，在一定条件下达到平衡，若改变条件，将变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)填入空格：

(1)升高温度：v_正________，v_逆__________，B的转化率__________。

(2)使用催化剂，v_正________，v_逆________，A的物质的量____________。

(3)保持温度和压强不变通入Ne气，则C的物质的量______，A的转化率________。

(4)保持温度和容积不变通入稀有气体，则A的转化率____________。

(5)若温度和容积不变，反应从正反应开始至平衡，在这个变化过程中，容器内气体的密度________。

3．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________________________________________________________________________。

4．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡时测得C的浓度为0.50 mol·L^－1。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 mol·L^－1。

(1)压缩容积时，平衡是否发生移动？移动的方向如何？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(2)C的体积分数__________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)x＋y________z(填“>”“<”或“＝”)。

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