影响化学平衡移动的因素(二)温度、催化剂对化学平衡移动的影响[学习目标]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。
一、温度对化学平衡移动的影响1. 实验探究按表中实验步骤要求完成实验,观察实验现象,填写下表:A. 正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向右移动B. 正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向左移动C. 正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向右移动线分别如下图所示:(1) 图①表示的温度变化是 ______ ,平衡移动方向是向 (2) 图②表示的温度变化是 ______ ,平衡移动方向是向 (3) 正反应是 _____ 反应,逆反应是 _______ 反应。
知识总结:(1) 升温,v 放、v 吸均增大,但v 吸增大程度大;降温, 吸均减小,但v 吸减小程度大。
(2) 当其他条件不变时:温度升高,平衡向 _____ 方向移动; 温度降低,平衡向 ______ 方向移动。
方向。
方向。
v 放、V[例 1】 反应 A(g) + 3B(g) =2C(g) △ H< 0,达平衡后,将反应体系的温度降低, F 列叙述中正确的已知反应:nA(g) + n B(g) =pC(g) 讨n <p,当反应达平衡后,若温度改变,其反应速率的变化曲D. 正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向左移动 题点】温度影响化学平衡移动的规律[例2 取五等份NQ ,分别加入温度不同、 容积相同的恒容密 闭容器中,发生反应2NQ(g) = N2O(g)△ Hv 0。
反应相同时间后,分别测定体系中NQ 的体积分数,并作出其随反应 温度变化的关系图。
下列示意图中,可能与实验结果相符的 是() 考点】催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响 【题点】温度影响化学平衡移动的规律 二、催化剂对化学平衡的影响 1•催化剂对化学平衡的影响加入催化剂可以大大地加快反应速率,是因为它可以降低反应所需 ___________ ,从而提高活化分子 _____ 从而增大反应速率,但是由于催化剂能够 _________________________________ 地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动无影 _ 响。
2. 图像分析对于N 2+ 3H=2NH 反应,NH 的体积分数如图所示: 其中m 表示 _____ 情况,n 表示 _________ 情况。
知识总结: 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。
[例 3】一定温度下,可逆反应 a X(g) + b Y(g) =cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后, t o 时刻改变某一外界变化,化学反应速率(v )随时间(t )的变化如图所示。
则下列说法正确的是 ( )A. 若a + b = c ,贝U t o 时刻只能是增大了容器的压强B. 若a + b = c ,贝U t o 时刻只能是加入了催化剂C. 若a + b z c ,贝U t o 时刻只能是增大了容器的压强D. 若a + b z c ,贝U t o 时刻只能是加入了催化剂 [考点】催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响 [题点】温度、催化剂对化学平衡影响的综合 【例4】如图所示,表示反应 N(g) + 3f(g) =2NH(g) △ H <o ,在某一时间段内反应速率与反应过 程的曲线关系图。
(1) ___________________________________ 氨的质量分数最高的一段时间是 (填字母)。
A.t o 〜t 1 B. t 2〜t 3 C. t 3〜t 4 D. t 5 〜t 6NO E %NO J %⑵t1、t3、t4改变的条件分别是t4 ___________________________________________________________________ 催化剂和温度变化对化学平衡移动的影响[题点】温度、催化剂对化学平衡影响的综合三、勒夏特列原理1. 平衡移动过程中的量变分析向一密闭容器中通入 1 mol N 2、3 mol H 2发生反应:N2(g) + 3f(g) =2NH(g) △ H<0, 一段时间后达到平衡,当改变下列条件后,请填写下列内容:(1) 若增大N2的浓度,平衡移动的方向是_______ ;达新平衡时,氮气的浓度与改变时相比较,其变化是 ____ 。
但平衡时的浓度_______ 原平衡时的浓度。
(2) 若升高温度,平衡移动的方向是移动;达新平衡时的温度与改变时相比较,其变化是。
但平衡时的温度 _____ 原平衡时的温度。
(3) 若增大压强,平衡移动的方向是______ ;达新平衡时的压强与改变时相比较,其变化是__________ 。
但平衡时的压强 ____ 原平衡时的压强。
2. 勒夏特列原理如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强和温度)之一,平衡将向着能够 _________ 这种改变的方向移动。
该结论就是勒夏特列原理。
知识总结:1勒夏特列原理的适用范围化学反应平衡等所有的动态平衡,只能解释平衡移动造成的结果或现象。
2对“减弱这种改变”的正确理解①定性角度:用于判断平衡移动的方向。
②定量角度:“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”。
【例5下列不能用勒夏特列原理解释的事实是()A. 红棕色的NQ加压后颜色先变深后变浅B. 氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深C. 黄绿色的氯水光照后颜色变浅[考点】化学平衡影响因素的综合[题点】勒夏特列原理的理解与应用[例6 反应X(g) + Y(g) 2Z(g) △ H<0,达到平衡时,下列说法正确的是()A. 减小容器体积,平衡向右移动B. 加入催化剂,Z的产率增大C. 增大c(X),X的转化率增大D. 降低温度,Y的转化率增大[考点】化学平衡影响因素的综合【题点】化学平衡影响因素的综合考查课堂小结:可逆反应与化学平衡练习二1. 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2. 对于2A(g) + B(g) 2C(g) △ Hv 0,当温度升高时,平衡向逆反应方向移动,其原因是()A. 正反应速率增大,逆反应速率减小B. 逆反应速率增大,正反应速率减小C. 正、逆反应速率均增大,但是逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度D. 正、逆反应速率均增大,而且增大的程度一样3. 反应2A(g) =2B(g) + E(g) △ H>0,达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是()A. 加压B. 降温C.减小E的浓度D. 加催化剂4. 将Hz(g)和B「2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g) + B「2(g) 2HBr(g) △ K0,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>bB. a= bC. a<bD. 无法确定5. 在密闭容器中进行如下反应:CO(g) + C(s) =2CO(g) △ H> 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“向左移动” “向右移动”或“不移动”,下同),c(CQ) _______ (填“增大” “减小”或“不变”,下同)。
⑵保持温度不变,缩小反应容器的容积,则平衡___________ , c(CQ) ________ 。
(3) 保持反应容器的容积和温度不变,通入2,则平衡____________ ,c(CQ) ________ 。
(4) 保持反应容器的容积不变,升高温度,则平衡 __________ , c(CO) ________ 。
[对点训练]1. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是()A. 加入催化剂有利于合成氨的反应B. FeCl 3溶液中加Fe粉,颜色由棕黄色变为浅绿色C. 500 C时比室温更有利于合成氨的反应D. 将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应2. (2019 •赣州期中)下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是()A. 将NO球浸泡在热水中颜色加深B. 工业合成氯化氢时使用过量氢气C. 用饱和食盐水除去氯气中的少量 HCI 气体 D •工业上生产硫酸的过程中,使用过量的空气以提高 SQ 的利用率3. 下列因素不可能影响化学平衡移动的是( )A. 温度B. 催化剂C.反应物的浓度D. 压强4. 在一定条件下,发生反应 CQ(g) + NQ(g) = CQ 2(g) + NQ(g),达到化学平衡后,降低温度,混合物 的颜色变浅。
下列关于该反应的说法正确的是 ( )A. 该反应为吸热反应B. 该反应为放热反应C. 降温后一氧化碳的浓度增大D. 降温后各物质的浓度不变 5.如图所示,三个烧瓶中分别充满NQ 气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在①反应),平衡时,升高温度,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 7. 已知反应3A(g) + B(g)2C(g) + 2D(g) △ H <0,下图中,a 、b 曲线分别表示在不同条件下, A施是( )①增大A 的浓度 ②升高温度 ③增大D 的浓度 ④加入催化剂⑤恒温下,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.①②③B.④⑤C.③④⑤D.④⑤⑥ 8.已知反应:CQC 2(g) = CQ(g) + Cl 2(g) △ H> 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CQ 浓度 ④减压 ⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,其中能提高CQC 2转化率的是()中加入CaQ 在②中不加其他任何物质,在③中加入 变浅。
下列叙述正确的是 ( )A. 2NQ =20是放热反应B. NHCI 溶于水时放出热量C. 烧瓶①中平衡混合气的平均相对分子质量增大D. 烧瓶③中气体的压强增大6. (2019 •安徽安庆NHCI 晶体,发现①中红棕色变深,③中红棕色发生可逆反应: 3A(g) =3B + C(正反应为吸热与B 反应时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①加氧化钙 ②室温水 ③加臥牝钱晶体A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥9. 镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物:LaNi 5(s) + 3H2(g) =LaNi 5Ho(s) △ Hv 0,欲使LaNi5H s(s)释放出气态氢,根据平衡移动原理,可改变的条件是()A.增加LaNi5H6(s)的量B. 降低温度C. 减小压强D. 使用催化剂10. 一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()A. CQ(g) + 2NH3(g) =CO(Nhh(s) + H20(g) △ H<0B. CQ(g) + Hb(g) =CO(g) + HO(g) △ H>0C. CHCHOH(g) ^CH===C2<g) + H2O(g) △ H>0D. 2C6H5CHCH(g) + 02(g) =2C6H5CH===C2H3) + 2fO(g) △ H<011. 在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SQ(g) + O2(g) =2SO(g) △ H< 0。