
1.變化觀念與平衡思想:從變化的角度認(rèn)識化學(xué)平衡的移動,即可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,溫度改變,平衡將會發(fā)生移動而建立新的平衡。
2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:通過實驗論證說明溫度、催化劑的改變對化學(xué)平衡移動的影響,構(gòu)建分析判斷化學(xué)平衡移動方向的思維模型(勒夏特列原理)。
一、溫度變化對化學(xué)平衡的影響
二、化學(xué)平衡移動原理(勒夏特列原理)
溫度變化對化學(xué)平衡的影響
1.實驗探究溫度對化學(xué)平衡移動的影響按表中實驗步驟完成實驗,觀察實驗現(xiàn)象,填寫下表:
2.溫度變化對化學(xué)平衡移動的影響規(guī)律(1)任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化(放熱或吸熱),所以任意可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)都受溫度的影響。(2)當(dāng)其他條件不變時:升高溫度,化學(xué)平衡向 方向移動;降低溫度,化學(xué)平衡向 方向移動。
3.用v—t圖像分析溫度對化學(xué)平衡移動的影響已知反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g) ΔH<0,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡后,若溫度改變,其反應(yīng)速率的變化曲線分別如圖所示:
①t1時刻,升高溫度,v′正、v′逆均 ,但吸熱反應(yīng)方向的 增大幅度大,則v′逆>v′正,平衡 移動。
②t1時刻,降低溫度,v′正、v′逆均 ,但吸熱反應(yīng)方向的 減小幅度大。則v′正>v′逆,平衡 移動。
4.催化劑對化學(xué)平衡的影響(1)催化劑對化學(xué)平衡的影響規(guī)律當(dāng)其他條件不變時:催化劑不能改變達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)混合物的組成,但是使用催化劑能改變反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間。(2)用v—t圖像分析催化劑對化學(xué)平衡的影響t1時刻,加入催化劑,v′正、v′逆同等倍數(shù)增大,則v′正=v′逆,平衡不移動。
提醒 一般情況下,催化劑都是正催化劑,即可以加快反應(yīng)速率,特殊情況下,也使用負(fù)催化劑,減慢反應(yīng)速率。
(1)溫度可以影響任意可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)( )(2)升高溫度,反應(yīng)速率加快,化學(xué)平衡正向移動( )(3)升高溫度,反應(yīng)速率加快,但反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可能降低( )(4)化學(xué)平衡正向移動,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大( )(5)C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH>0,其他條件不變時,升高溫度,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大( )(6)催化劑能加快反應(yīng)速率,提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量,也能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率( )
1.已知反應(yīng):2NO2(g)(紅棕色) N2O4(g)(無色) ΔH=-56.9 kJ·ml-1,設(shè)計實驗探究溫度對上述平衡有什么影響?
提示 (1)把NO2、N2O4的混合氣體盛裝在兩個連通的燒瓶里,然后用彈簧夾夾住橡膠管,把燒瓶A放入熱水中,把燒瓶B放入冰水中,與常溫時燒瓶C內(nèi)氣體的顏色進(jìn)行對比,如圖所示:
(2)現(xiàn)象:放在熱水中的氣體顏色變深,放在冰水中的氣體顏色變淺。(3)結(jié)論:其他條件不變時,升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動。
2.已知反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g) m+nnB.Q0,B、D錯;
溫度不變,容器體積增大,即由1 L變?yōu)? L,若平衡不移動,此時c(Y)應(yīng)減小為原來的一半,現(xiàn)c(Y)比原來的一半大,即減壓,平衡向右移動,即向氣體體積增大的方向移動,所以mT2,則K15.00 ml·L-1
A項,500 s內(nèi),N2O5的濃度變化量為(5.00-3.52) ml·L-1=1.48 ml·L-1,v(N2O5)= =2.96×10-3 ml·L-1·s-1;
B項,分析如下: 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)起始/(ml·L-1) 5.00 0 0轉(zhuǎn)化/(ml·L-1) 2.50 5.00 1.25平衡/(ml·L-1) 2.50 5.00 1.25
C項,該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡常數(shù)增大,故K1>K2;D項,達(dá)到平衡后,其他條件不變,將容器的體積壓縮到原來的 ,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡向左移動,則c(N2O5)>5.00 ml·L-1。
15.2021年1月,中國按照國際標(biāo)準(zhǔn)研制的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型客機(jī)C919完成了高寒試驗試飛任務(wù),科學(xué)家在實驗室中研究的利用催化技術(shù)將飛機(jī)尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2的反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH<0。(1)假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時,下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是______(填字母)。A.選用更有效的催化劑B.升高反應(yīng)體系的溫度C.降低反應(yīng)體系的溫度D.縮小容器的容積
使用催化劑不能改變平衡狀態(tài),不影響反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,故A不符合題意;該反應(yīng)正向為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,NO的轉(zhuǎn)化率降低,故B不符合題意;降低反應(yīng)體系的溫度,平衡正向移動,NO的轉(zhuǎn)化率提高,故C符合題意;該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),縮小容器的容積,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動,NO的轉(zhuǎn)化率提高,故D符合題意。
(2)若將1 ml NO和2 ml CO通入2 L的恒容密閉容器中,在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)中生成的N2的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化情況如圖所示。則NO從反應(yīng)開始到平衡時的平均反應(yīng)速率v(NO)=___________________,4 min末CO的濃度為_____ml·L-1。
0.05 ml·L-1·min-1
NO從反應(yīng)開始到平衡時的平均反應(yīng)速率v(NO)=2v(N2)= ×2=0.05 ml·L-1·min-1;4 min末CO的濃度為(1-0.2) ml·L-1=0.8 ml·L -1。
16.(1)亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)合成中常用的試劑,已知:2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) ΔHT2>T3。
①與實驗Ⅰ相比,實驗Ⅱ除溫度不同外,還改變的條件是____________________。
ΔH
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