人教版高中化学选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡第二节第4课时温度、催化剂对化学平衡的影响学案

第4课时　温度、催化剂对化学平衡的影响 [课程标准]　1.通过实验探究，了解温度、催化剂对化学平衡状态的影响。2.能运用温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。 任务　温度、催化剂对化学平衡的影响 教材实验现象如下表，完成下列讨论： 实验原理 2NO2(g)??N2O4(g) (红棕色)　　　(无色) ΔH＝－56.9 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 1.浸泡在热水中的烧瓶内气体红棕色为什么会加深？由此得出什么实验结论？ 提示：浸泡在热水中烧瓶内气体颜色变深，说明升高温度，平衡向生成NO2方向移动。其他条件不变，升高温度，平衡向吸热反应方向移动。 2.浸泡在冰水中的烧瓶内气体红棕色为什么会变浅？由此得出什么实验结论？ 提示：浸泡在冰水中的烧瓶内红棕色的气体变浅，说明降低温度，平衡向生成N2O4方向移动。其他条件不变，降低温度，平衡向放热反应方向移动。 1.实验探究温度对化学平衡的影响 (1)任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 (2)当其他条件不变时： 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。 2.勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 3.催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时，催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成，但是，使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 1.判断正误，错误的说明其原因。 (1)升高温度，反应速率加快，化学平衡向正反应方向移动。 _____ 答案：错误，升高温度，反应速率加快，化学平衡向吸热反应方向移动。 (2)升高温度，化学平衡常数一定增大。 _____ 答案：错误，升高温度，K是否增大，取决于反应的焓变，ΔH>0化学平衡常数增大，ΔH<0化学平衡常数减小。 (3)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：错误，当改变浓度时，改变的是浓度商Q，化学平衡常数K不变。 (4)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。 _____ 答案：错误，催化剂能加快反应速率，提高物质单位时间内的产量，但不能提高反应物的转化率。 2.煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。 已知CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示： 温度/℃ 400 500 830 1 000 平衡常数K 10 9 1 0.6 请回答下列问题： (1)上述反应的正反应是_____(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式： 5c(CO2)·c(H2)＝3c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为_____。 (3)830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中反应向正反应方向进行的有_____(填字母)。 A B C D n(CO2)/mol 3 1 0 1 n(H2)/mol 2 1 0 1 n(CO)/mol 1 2 3 0.5 n(H2O)/mol 5 2 3 2 (4)在830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是_____。 答案：(1)放热　(2)1 000 ℃　(3)BC　(4)60% 解析：(1)由表格可知，升温，化学平衡常数减小，故正反应为放热反应。(2)根据平衡常数的表达式知K＝0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为1 000 ℃。(3)830 ℃时，化学平衡常数为1，若n(CO2)·n(H2)