化学平衡第4课时 温度、催化剂对化学平衡移动的影响
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温度、浓度、压强、催化剂对化学反应速率和化学平衡移动的影响例题1:对于可逆反应aX(g)+bY(g )cZ(g),ΔH<0,判断下列说法:1、达平衡后,改变某一因素,导致平衡常数发生变化,说明平衡一定发生了移动2、达平衡后,改变容器内的压强,平衡一定发生移动3、达平衡后,改变反应的温度,平衡一定发生移动,平衡常数也一定发生改变4、加入催化剂,正反应速率和逆反应速率一定增大,达到平衡状态的时间减少5、达平衡后,加入催化剂,平衡向正反应方向移动6、平衡发生移动,反应物的转化率一定改变7、平衡发生移动时,反应速率一定发生变化8、达平衡后,改变外界因素,当正反应速率和逆反应速率都发生变化时,平衡一定发生移动9、当平衡向正向移动时,生成物的总量一定增加10、当平衡向正向移动时,一定存在v(正) > v(逆)11、压缩容器体积使压强增大,正反应速率和逆反应速率一定同时加快12、达平衡后,改变外界因素,当反应物的转化率发生变化,平衡一定发生移动13、达平衡后,加入催化剂,平衡常数一定不改变14、平衡发生移动,平衡常数一定发生变化15、当a+b=c时,达平衡后,压缩容器体积,平衡不移动,反应速率不变16、反应达平衡后c(Z)=0.2mol/L,将容器体积压缩成原来一半,重新达平衡后,c(Z)为0.35mol/L,说明a+b<c17、反应达平衡后,增加入0.5molY,平衡正向移动,平衡常数增大18、反应达平衡后,增加入0.5molY,平衡正向移动,X的转化率增大,但是Y的转化率减小19、反应达平衡后,升高温度,因为该反应为放热反应,所以正反应速率减小,逆反应速率增大20、反应达平衡后,降低温度,平衡正向移动,平衡常数增大21、达平衡后,保持压强不变加入He,平衡向正反应方向进行,说明a+b<c22、达平衡后,保持体积不变加入He,平衡状态保持不变。
第二章第二节第4课时A级·基础达标练一、选择题1.已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0。
在一定温度和压强下于密闭容器中,反应达到平衡。
下列叙述正确的是(A)A.充入一定量的氙气,n(H2)不变B.增大压强,n(CO2)减小C.更换高效催化剂,CO转化率增大D.降低温度,平衡常数K减小解析:充入一定量的氙气,平衡不移动,n(H2)不变,故A正确;增大压强,平衡不移动,n(CO2)不变,故B错误;催化剂不影响平衡移动,故C错误;降低温度,平衡正向移动,平衡常数增大,故D错误。
2.对可逆反应2A(s)+3B(g)C(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(D)①增加A的量,平衡向正反应方向移动②升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动③压缩容器增大压强,平衡不移动,气体密度不变④恒温恒压时,充入惰性气体,平衡不移动⑤加入催化剂,B的平衡转化率提高A.①②B.③④C.①③D.②④3.下图为一带可移动隔板的密闭容器,某温度下,左、右两侧反应均达到平衡,此时隔板处于容器中央。
若保持温度不变,向左侧容器中充入一定量的H2,下列说法正确的是(A)A.两侧平衡均向正反应方向移动B.左侧平衡向逆反应方向移动C.右侧平衡向逆反应方向移动D.两侧平衡均向逆反应方向移动解析:左侧充入一定量的氢气,增大了反应物的浓度,平衡正向移动,但新平衡的气体的物质的量增加了。
右侧等效于增大压强,平衡向着体积缩小的方向移动,即向正反应方向移动。
4.化学反应2CaO2(s)2CaO(s)+O2(g)在一密闭的容器中达到平衡。
保持温度不变,缩小容器的容积为原来的一半,重新平衡后,下列叙述正确的是(D)A.CaO2的量不变B.平衡常数减小C.氧气浓度变小D.氧气浓度不变解析:保持温度不变,缩小容器容积为原来的一半,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,即向逆反应方向移动,则CaO的量减小,CaO2的量增大,由于温度不变,平衡常数K=c(O2)不变,则平衡时氧气浓度不变。
化学平衡移动规律总结化学反应是物质转化的过程,而化学平衡则是在反应物和生成物浓度达到一定比例时的状态。
化学平衡的移动规律是指在一定条件下,平衡位置如何随着外界条件的改变而发生变化的规律。
下面将从温度、压力、浓度和催化剂四个方面来总结化学平衡的移动规律。
一、温度影响在化学反应中,温度的改变会影响反应物和生成物的速率以及平衡位置。
根据Le Chatelier定律,当温度升高时,反应速率会增加。
对于吸热反应,升高温度会使平衡位置向右移动,生成物浓度增加;而对于放热反应,升高温度会使平衡位置向左移动,生成物浓度减少。
二、压力影响在气相反应中,压力的改变对平衡位置有一定影响。
根据Le Chatelier定律,当压力增加时,平衡位置会向反应物浓度较小的一侧移动,以减少压力。
对于反应物和生成物摩尔数相等的反应,压力的改变不会影响平衡位置。
而对于摩尔数不相等的反应,压力的增加会使平衡位置向摩尔数较小的一侧移动。
三、浓度影响在溶液中的反应中,溶液浓度的改变会导致平衡位置的移动。
根据Le Chatelier定律,当浓度增加时,平衡位置会向生成物浓度较小的一侧移动,以减少浓度差。
而当浓度减少时,平衡位置会向生成物浓度较大的一侧移动,以增加浓度差。
四、催化剂影响催化剂可以加速化学反应的速率,但不参与反应。
催化剂的加入不会改变平衡位置,因为它同样影响反应物和生成物的速率。
催化剂提供了一个更低的活化能路径,使反应更容易进行,但并不改变反应的平衡位置。
化学平衡的移动规律可以通过调节温度、压力和浓度来实现。
根据Le Chatelier定律,当这些条件发生改变时,平衡位置会向着减少影响的一侧移动,以达到新的平衡状态。
催化剂的加入可以提高反应速率,但不会改变平衡位置。
这些规律的理解和应用对于理解和控制化学反应过程具有重要意义。
影响化学平衡的因素引言化学平衡是指在一个封闭反应体系中,反应物与生成物之间达到一定的稳定比例,表现为反应速率的前后相等。
化学平衡的达成受到多种因素的影响,包括温度、浓度、压力和催化剂等。
本文将分析这些因素对化学平衡的影响及其原理。
1. 温度的影响温度是影响化学平衡的关键因素之一。
根据Le Chatelier原理,当温度变化时,系统会倾向于通过吸热或放热的方式来维持平衡。
对于放热反应,升高温度会导致平衡位置向生成物一侧移动,而降低温度则会使平衡位置向反应物一侧移动。
相反,对于吸热反应,升高温度会使平衡位置向反应物一侧移动,而降低温度则会使平衡位置向生成物一侧移动。
2. 浓度的影响浓度是影响化学平衡的另一个重要因素。
根据Le Chatelier 原理,当某一物质的浓度改变时,系统会倾向于减少这种变化,以维持平衡。
如果某一物质的浓度增加,平衡位置会向另一侧移动,以减少过量物质的浓度。
相反,如果某一物质的浓度减少,平衡位置会向该物质的一侧移动,以增加其浓度。
3. 压力的影响压力是气相反应中影响化学平衡的因素。
根据Le Chatelier 原理,当压力增加时,平衡位置会移动到物质的摩尔数较少的一侧,以减少压力。
相反,当压力减小时,平衡位置会移动到物质的摩尔数较多的一侧,以增加压力。
这是因为在气相反应中,物质的摩尔数与其分压成正比。
4. 催化剂的影响催化剂是可以加速反应速率但在反应结束时自身不参与反应的物质。
催化剂对化学平衡的影响主要是通过加快反应速率来实现的。
由于催化剂降低了活化能,它可以使反应更快地达到平衡。
然而,催化剂不会改变平衡位置,而只会影响反应达到平衡的速度。
5. 其他影响因素除了上述几个因素外,还有一些其他因素可能影响化学平衡。
例如溶剂的选择、反应体系中其他物质的存在等。
这些因素的具体影响取决于具体的反应体系和反应条件。
结论化学平衡是一个复杂的过程,受到多种因素的相互影响。
温度、浓度、压力和催化剂等因素都可以通过改变反应的平衡位置或速率来影响化学平衡。
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:热水中冰水中实验现象混合气体颜色______ 混合气体颜色________实验结论说明NO2浓度______,平衡向________方向移动,即升高温度,平衡向________反应的方向移动说明NO2浓度______,平衡向______方向移动,即降低温度,平衡向________反应的方向移动(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________。
第二节化学平衡第4课时温度、催化剂对化学平衡移动的影响一、选择题1、下列说法中正确的是()A、温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态B、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C、升高温度,反应速率加快,化学平衡正向移动D、对于可逆反应,改变外界条件使平衡向正反应方向移动,平衡常数一定增大答案:A2、反应:A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0,达平衡后,将反应体系的温度降低,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D.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向左移动答案 C3、对于反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<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答案 C4、下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )A.光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小B.加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨D.增大压强,有利于SO2与O2反应生成SO3答案 B5、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。
与常温时烧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2NO 2(g) N 2O 4(g)的逆反应为放热反应答案 D6、将H 2(g)和Br 2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应:H 2(g)+Br 2(g)2HBr(g)ΔH <0,平衡时Br 2(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Br 2(g)的转化率为b 。
a 与b 的关系是( )A .a >bB .a =bC .a <bD .无法确定答案 A7、在水溶液中存在反应:Ag +(aq)+Fe 2+(aq) Ag(s)+Fe 3+(aq) ΔH <0,达到平衡后,为使平衡体系中析出更多的银,可采取的措施是( )A .升高温度B .加水稀释C .增大Fe 2+的浓度D .常温下加压答案 C8、在高温、催化剂条件下,某反应达到平衡,平衡常数K =c CO ·c H 2Oc CO 2·c H 2。
恒容时,升高温度,H 2浓度减小。
下列说法正确的是( )A .该反应的焓变为正值B .恒温恒容下,增大压强,H 2浓度一定减小C.升高温度,逆反应速率减小CO2(g)+H2(g)D.该反应的化学方程式为CO(g)+H2O(g)催化剂高温答案 A9、COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0。
当反应达到平衡时,下列能提高COCl2转化率的措施是( )①升温②恒容通入惰性气体③增加CO的浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥答案 B10、一定温度下,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.若压强不变,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不变C.若体积不变,向容器中再加入一定量的N2O4,相对于原平衡,平衡向正反应方向移动,再次平衡时N2O4的转化率将升高D.若体积不变,升高温度,再次平衡时体系颜色加深答案 C11.(2020·郑州高二检测)N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可以发生以下反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。
T1温度时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表:时间/s 050010001500c(N2O5)/mol·L -15.003.522.502.50下列说法中不正确的是( )A.500 s内,N2O5的分解速率为2.96×10-3mol·L-1·s-1B.T1温度下的平衡常数K1=125,平衡时N2O5的转化率为50%C.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为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12,则再次达到平衡时,c(N2O5)>5.00 mol·L-1答案 C12.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I-3(aq),某I2、KI混合溶液中,I-3的物质的量浓度c(I-3)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
下列说法不正确的是( )A.温度为T1时,向该平衡体系中加入KI固体,平衡正向移动B.I2(aq)+I-(aq) I-3(aq)的ΔH<0C .若T 1时,反应进行到状态d 时,一定有v 正>v 逆D .状态a 与状态b 相比,状态b 时I 2的转化率更高 答案 D二、非选择题13.改变温度可以使化学平衡发生移动,化学平衡常数也会发生改变,通过分析以下两个反应,总结出温度对化学平衡常数的影响规律。
(1)N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)化学平衡常数K 1=____________,升温化学平衡逆向移动,K 1________(填“增大”或“减小”,下同),ΔH ____0(填“>”或“<”,下同)。
(2)CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g)化学平衡常数K 2=______________,升温化学平衡正向移动,K 2________,ΔH ________0。
答案 (1)c 2NH 3c N 2·c 3H 2减小 <(2)c CO ·c H 2Oc CO 2·c H 2增大 >14.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g),其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表所示:t/℃7008008301 0001200K.6.91.01.72.6回答下列问题:(1)该反应为____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为______。
(3)在1 200 ℃时,某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、2 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1,则此时上述反应的平衡____________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
答案(1)吸热(2)700 ℃(3)向逆反应方向15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)缩小体积至平衡时的一半,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________________________________________________________________________。
答案(1)1 mol·L-1<c(N2)<2 mol·L-1(2)p<p′<2p(3)T<T′<T116、将0.4 mol N2O4气体充入2 L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,40~80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L-1·s-1。
(2)ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。
(3)改变条件重新达到平衡时,要使c NO2c N2O4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.升高温度C.向混合气体中通入NO2 D.使用高效催化剂(4)在温度为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,可以用加热的方法答案(1)0.001 25 (2)> (3)AC (4)B。