学案3：2.3.3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
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第三节 化学平衡
第3课时 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。
3．根据外界条件对化学平衡的影响，归纳勒夏特列原理。
新知导学
一．温度对化学平衡移动的影响
升高温度，平衡向 方向移动。
降低温度，平衡向 方向移动
二．催化剂对化学平衡的影响
1．加入催化剂可以大大地加快化学反应速率，是因为它可以降低反应的 ，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．催化剂 改变达到化学平衡状态时的反应混合物中的 含量，但是使用催化剂能
反应达到平衡所需的 。
三．勒夏特列原理
1．原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，则平衡将向着能够 这种改变的方向移动。
2．注意事项
（1）研究对象一定是处于平衡状态的 。
（2）勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的 条件”时的平衡移动方向。
（3）平衡移动的结果只能是“ ”外界条件的改变，但不能完全“ ”这种改变。
课堂互动探究 探究一 温度对化学平衡的影响
实验探究：温度对化学平衡的影响 实验原理： ΔH=-56.9 kJ·mol-1
实验步骤：三只相同的圆底烧瓶盛有完全相同的上述平衡混合气体(颜色相同)，将两只烧瓶分别浸入盛有热水和冰水的烧杯中，另一只烧瓶置于常温下(比较颜色)。放置一段时间，直至颜色不再发生变化。
实验现象：
实验内容 烧瓶放入热水中 烧瓶放入冰水中
实验现象 反应体系的颜色加深 反应体系的颜色变浅
由此现象，你得到的结论是什么?
归纳总结
1．任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)。在可逆反应里，若正反应为放(吸)热反应，逆反应必为吸(放)热反应。正、逆反应的热量数值相等，但符号相反。
2．对于同一化学反应，升高温度，使v(吸)和v(放)都增大，但吸热反应速率增大的程度更大，即v(吸)>v(放)，所以平衡向吸热方向移动；反之，降低温度，v(吸)和v(放)都减小，但吸热反应速率减小的程度更大，即v(吸)
3．一般地，升高温度，新平衡状态下的反应速率大于原平衡状态下的反应速率，反之亦然。
例题1
在一密闭容器中发生反应：N2+3H22NH3 ΔH<0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示：
回答下列问题：
（1）处于平衡状态的时间段是 (填字母，下同)。
A．t0~t1 B．t1~t2 C．t2~t3
D．t3~t4 E．t4~t5 F．t5~t6
（2）t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是：t1时刻 ；t3时刻 ；t4时刻 。
A．增大压强 B．减小压强 C．升高温度
D．降低温度 E．加催化剂 F．充入氮气
（3）依据（2）中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是 。
A．t0~t1 B．t2~t3 C．t3~t4 D．t5~t6
（4）如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。
探究二 勒夏特列原理及其应用
在合成氨工业生产中，通常通过以下途径来提高合成氨的产量或产率。请分析采取这些措施的原因。
①在反应器中注入过量N2 ②采用适当的催化剂
③在高压下进行反应 ④在较高温度下进行反应
归纳总结
使用勒夏特列原理注意问题及适用范围：
注意问题：①勒夏特列原理中的“减弱”不是“抵消”或“逆转”。正确理解是：增加某一反应物浓度，平衡向使该反应物浓度减小的方向(正反应方向)移动；但新平衡时这一反应物浓度仍比原平衡时大；增大压强，平衡向使压强减小的方向(气体分子数减少的方向)移动，但新平衡时压强仍比原平衡时大；升高温度，平衡将向温度降低的方向(吸热反应方向)移动，但新平衡时的温度仍比原平衡时高。反之亦然。如下图所示。
适用范围：勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不适用。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、水解平衡等)都适用。
例题2
下列事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A．开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫
B．在硫酸亚铁溶液中加入少量铁粉以防止Fe2+被氧化
C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D．工业上生产硫酸过程中使用过量空气以提高二氧化硫的利用率
学习感悟
勒夏特列原理不能解释的事实：①使用催化剂不能使化学平衡发生移动；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移动；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移动的影响与生产要求不完全一致的反应。
随堂训练
1．下列事实中不能用平衡移动原理解释的是( )
A．密闭、低温是存放氨水的必要条件
B．棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅
C．硝酸工业生产中，使用过量空气以提高NH3的利用率
D．少量的金属Na保存在煤油中
2．反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡，下列各种情况不能使化学平衡发生移动的是 ( )
A．减少部分NH4HS固体
B．压强、温度不变，充入少量氩气
C．容积、温度一定，充入氨气
D．温度、容积一定，充入HCl气体 3．(双选)在高温下，反应2HBr(g)H2(g)+Br2(g) ΔH>0要使混合气体颜色加深，可采取的方法是( )
A．保持容积不变，加入HBr(g)，平衡不移动
B．降低温度
C．升高温度
D．保持容积不变，加入H2(g)
4．反应mA+nBpC在某温度下达到平衡状态。
（1）若升高温度，A物质的转化率增大，该反应为 热反应。
（2）若C为气体，且m+n=p，在加压时化学平衡发生移动，则平衡必定向
方向移动。
（3）如果在体系中增加或减少B的量，平衡均不发生移动，则B肯定不能为 态。
参考答案
新知导学
一．吸热反应 放热反应
二．1．活化能 百分数 同等程度 2．不能 组成 改变 时间 三．1．减弱
2．（1）可逆反应 （2）一个 （3）减弱 消除
课堂互动探究
探究一
现象分析：混合物受热时颜色(变深)→NO2浓度增大→平衡向吸热反应方向移动
混合物遇冷时颜色(变浅)→NO2浓度减小→平衡向放热反应方向移动
结论：在其他条件不变的情况下：
温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；
温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
例题1
【解析】（1）根据图示可知，t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内，v(正)、v(逆)相等，反应处于平衡状态。（2）t1时刻，v(正)、v(逆)同时增大，且v(逆)增大得更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时刻改变的条件是升温。t3时刻，v(正)、v(逆)同时增大且增大量相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加入催化剂。t4时刻v(正)、v(逆)同时减小，且平衡向逆反应方向移动，所以t4时刻改变的条件是减小压强。（3）根据图示知，t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0~t1时间段内的低，所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最大。（4）t6时刻分离出NH3，v(逆)立即减小，而v(正)逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。
【答案】（1）ACDF （2）C E B （3）A （4）如图所示：
探究二
【解析】根据合成氨的反应特点，从反应的限度来考虑，使用过量的N2和高压可以使平衡向正反应方向移动，提高原料H2的转化率、氨的产率；从反应的速率来考虑，采用催化剂和较高温度能保证反应较快地进行，且使催化剂的活性最佳。 【答案】①为了提高H2的转化率，提高产率。②使反应具有较快的反应速率。③为了提高N2和H2的转化率，提高产率。④为了加快反应速率，且使催化剂(铁触媒)的活性最佳。
例题2
【解析】开启啤酒瓶后，由于压强减小，啤酒中气体的溶解平衡向气体逸出的方向移动，因而泛起大量泡沫；FeSO4溶液中加铁粉以防止Fe2+被氧化的原理是Fe+2Fe3+3Fe2+，没有涉及平衡问题；Cl2与水反应存在平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，饱和食盐水中c(Cl-)大，不利于Cl2的溶解，即Cl2在饱和食盐水中的溶解度比在水中小，因此可用排饱和食盐水的方法来收集Cl2；硫酸工业中用过量的空气有利于平衡2SO2+O22SO3向右移动，提高SO2的转化率。
【答案】B
随堂训练
1．
【答案】D
2．
【解析】A中改变固体NH4HS的量，由于改变固体的量并不能使化学反应速率发生改变，故不能影响平衡；B中充入少量氩气，要保持压强不变必须增大容器的容积，使NH3和H2S的浓度降低，平衡向气体体积增大的方向移动，即向正反应方向移动；C中容积、温度一定，充入氨气，平衡向逆反应方向移动；D中充入HCl气体后，由于要发生反应HCl+NH3NH4Cl，降低了NH3的浓度，所以平衡要向正反应方向移动。
【答案】A
3．
【解析】保持容积不变，加入HBr(g)，平衡不移动，相当于对原平衡体系增大压强，Br2浓度增大了，混合气体颜色加深。
【答案】AC
4．
【解析】升高温度，A的转化率增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应；C为气体，m+n=p，若A、B都为气体，则增大压强，平衡不会移动，而加压平衡发生移动，则A、B中一定有一种为非气态，则平衡必定逆向移动；由题意可知改变B的量，平衡不移动，则B应为固态或液态。
