2020版化学鲁科版选修4学案：第2章 第2节 第3课时 温度对化学平衡的影响 Word版含解析.docx
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第3课时 温度对化学平衡的影响
[核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想：从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度改变平衡将会发生移动而建立新的平衡。2.证据推理与模型认知：通过实验论证说明温度的改变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。
一、化学平衡移动
1．化学平衡移动的概念与实质
(1)概念：化学平衡是在一定条件下建立起来的，由于温度、浓度、压强的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程，称为化学平衡移动。
(2)实质：改变条件后，①v正≠v逆，②各组分的百分含量发生改变。
2．化学平衡移动的过程分析
注意：新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度(或质量)发生相应的变化。
3．化学平衡移动方向的判断
(1)根据结果判断
对于一个已经达到化学平衡状态的反应，如果平衡移动的结果使反应产物浓度变大，则称平衡正向(或向右)移动，反之，称平衡逆向(或向左)移动。
(2)根据反应速率判断
条件改变 若v正＝v逆，平衡不移动若v正>v逆，平衡向右或正向移动若v正
(3)根据化学平衡常数判断
改变条件 若Q>K，则平衡向逆反应方向移动若Q＝K，则平衡不移动若Q
例1 下列说法不正确的是( )
A．反应混合物各组分百分含量发生改变，化学平衡一定发生了移动
B．外界条件的改变引起v正≠v逆，则平衡一定发生移动
C．平衡移动，反应物的浓度一定减小
D．外界条件发生变化，化学平衡不一定移动
答案 C
解析 外界条件的改变使正、逆反应速率不相等时才能使化学平衡发生移动，增大某反应物浓度使化学平衡移动时，该反应物的浓度增大。
考点 化学平衡移动概念的理解
题点 由反应速率理解化学平衡的移动
思维启迪
(1)外界条件改变，化学平衡不一定发生移动。
(2)化学平衡常数改变时，化学平衡一定发生移动；化学平衡常数不变时，化学平衡不一定发生移动。
二、温度对化学平衡的影响
1．实验探究温度对化学平衡的影响
按表中实验步骤完成实验，观察实验现象，填写下表：
实验原理 (红棕色)2NO2g(无色)N2O4g ΔH＝－57.2 kJ·mol－1
实验步骤
实验现象 热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅
实验结论 混合气体受热颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动
2.温度对化学平衡影响的解释
反应类型 温度变化 K值变化 Q与K关系 平衡移动方向
放热反应 升温 减小 Q>K 逆向移动
降温 增大 Q
吸热反应 升温 增大 Q
降温 减小 Q>K 逆向移动
3.温度对化学平衡移动的影响规律
其他条件不变时，温度升高，平衡向吸热反应方向移动；温度降低，平衡向放热反应方向移动。
例2 在某温度下，反应ClF(g)＋F2(g)ClF3(g) ΔH＝268 kJ·mol－1，在密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是( )
A．升高温度，平衡常数不变，平衡向正反应方向移动
B．升高温度，平衡常数减小
C．升高温度，平衡向正反应方向移动，F2的转化率增大
D．降低温度，ClF3的产率增大
答案 C
解析 因为ΔH>0，升高温度，平衡常数增大，平衡向正反应方向移动，降低温度平衡向逆反应方向移动。
考点 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
改变温度平衡向右移动，反应物转化率一定增大，化学平衡常数一定增大。
例3 在体积一定的密闭容器中，反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)达平衡。该反应的平衡常数K与温度的关系如下表所示：
温度/℃ 500 700 900
K 1.00 1.47
2.40
(1)该反应的化学平衡常数表达式是____________。
(2)该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)若升高温度，CO2转化率的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (1)K＝[CO][CO2] (2)吸热 (3)增大
解析 由表格中数据可知，温度升高，K值增大，推知温度升高平衡向正反应方向移动，故此反应的正反应为吸热反应。
考点 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
1．在一定条件下，可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡的标志是( )
A．NH3的生成速率与NH3的分解速率相等
B．单位时间内生成a mol N2同时生成3a mol H2
C．单位时间内生成a mol N2同时消耗a mol H2
D．单位时间内有1 mol N≡N键断裂同时有3 mol H—H键断裂
答案 A
解析 化学平衡的标志是v正＝v逆，故v(生成NH3)＝v(分解NH3)，A项正确；生成a mol N2与生成3a mol H2都表示逆反应，不论是否达到平衡，单位时间内生成a mol N2总是同时生成3a mol H2，B项错误；生成a mol N2表示逆反应，消耗a mol H2表示正反应，但是N2、H2的化学计量数之比为1∶3，C项错误；1 mol N≡N键断裂表示正反应，3 mol H—H键断裂表示正反应，D项错误。
考点 化学平衡
题点 化学平衡状态的判断
2．在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是( )
A．混合气体的压强
B．混合气体的平均相对分子质量
C．A的物质的量浓度
D．气体的总物质的量
答案 B
解析 因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变，故A、D项错误；A为固态，其物质的量浓度为常数，故C项错误；若反应正向进行，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态，故B项正确。
考点 化学平衡
题点 化学平衡状态的判断
3．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K＝[CO][H2O][CO2][H2]。恒容时，温度升高，H2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，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应的化学方程式为CO＋H2O催化剂高温CO2＋H2
答案 A
解析 由平衡常数K＝[CO][H2O][CO2][H2]，可知反应为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，D项错误；温度升高时H2浓度减小，说明在恒容时平衡正向移动，ΔH>0，A项正确；恒温恒容时，若采取通入H2增大压强，则H2的浓度增大，B项错误；升高温度，v正和v逆都增大，C项错误。
考点 温度变化对化学平衡的影响
题点 温度影响化学平衡移动的规律
4．在一定条件下，发生反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)，达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅，下列有关该反应的说法中正确的是( )
A．正反应为吸热反应
B．正反应为放热反应
C．降温后CO的浓度增大
D．降温后各物质的浓度不变
答案 B
解析 降低温度，混合物颜色变浅，说明NO2浓度减小，平衡向右移动，正反应为放热反应，CO浓度减小。
考点 温度变化对化学平衡的影响
题点 温度影响化学平衡移动的规律
5．将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器中，恒温下发生反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)
ΔH<0，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>b B．a＝b
C．a
答案 A
解析 该反应为放热反应，绝热下进行反应，温度升高，平衡逆向移动，所以绝热平衡时的转化率低于恒温平衡时的转化率，即a>b。
考点 温度变化对化学平衡移动的影响
题点 恒容绝热容器中平衡的移动
题组一 化学平衡的判断
1．一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
答案 C
解析 本题主要考查化学平衡状态的判断。化学平衡状态的判定：方法一，从化学平衡的本质入手，即v正＝v逆，如有信息能说明v正＝v逆，则说明化学平衡建立；方法二，从化学平衡的外部特点及各组分的浓度不再改变，各组分的质量、含量不再改变来判断化学平衡的建立。
考点 化学平衡
题点 化学平衡状态的判断
2．一定温度下，在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中Y的质量分数不变
C．X的分解速率与Y的消耗速率相等
D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X
答案 C
解析 X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时，才能说明反应达到平衡状态，故C项说明反应未达到平衡状态。
考点 化学平衡
题点 化学平衡状态的判断
3．工业上常用煤和水作为原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO(g)＋H2O(g)催化剂CO2(g)＋H2(g)，下面选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是( )
A．单位时间内消耗2 mol的CO同时生成2 mol的CO2
B．两个H—O键断裂的同时有一个H—H键断裂
