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课件

(共62张PPT)
第二章　化学反应速率与化学平衡
第二节　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
一、温度、催化剂对化学平衡的影响
1. 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
原理
步骤
现象 热水中混合气体颜色 ；冰水中混合气体颜色
结论 混合气体受热颜色 ，说明NO2浓度 ，即平衡向 方向移动；
混合气体受冷颜色 ，说明NO2浓度减小，即平衡向 方向 移动
变深　
变浅　
变深　
增大　
逆反应　
变浅　
正反应　
吸热反应　
放热反应　
图像 解释
t1时刻，升高温度，v'正、v'逆均增大，但吸热反应方向的v'逆增大幅 度大，则v'逆＞v'正，平衡逆向移动
t1时刻，降低温度，v'正、v'逆均减小，但吸热反应方向的v'逆减小幅 度大，则v'正＞v'逆，平衡正向移动
2. 催化剂对化学平衡的影响
（1）催化剂对化学平衡影响的规律
使用正催化剂，正、逆反应速率同时 ，且增大的倍数 ，化学平 衡 。
增大　
相同　
不移动　
（2）用v－t图像分析催化剂对化学平衡的影响
t1时刻，加入催化剂，v'正、v'逆同等倍数增大，则v'正＝v'逆，平衡不移动。
【注意】
一般说的催化剂都是指正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也使用负催化 剂，减慢反应速率。
√
×
√
×
×
√
×
A. t2时加入催化剂
B. t3时降低了温度
C. t5时增大了压强
D. t4～t5时间内转化率一定最低
A
解析：合成氨反应是反应前后气体体积不相等的反应，t2时，v正和v逆均增大，且v正 ＝v逆，平衡不移动，说明t2时刻改变的条件一定是加入催化剂，A正确；t3时，v正和 v逆均减小，且v正＜v逆，平衡向逆反应方向移动；该反应放热，若降低温度平衡正向 移动，故t3时，改变的条件是减小压强，B错误；t5时，v正和v逆均增大，且v正＜v 逆，平衡向逆反应方向移动，该反应气体分子数减小，若增大压强，平衡正向移动， 故t5时，改变的条件是升高温度，C错误；t2～t3平衡不移动，t3～t4平衡逆向移动， t5～t6平衡逆向移动，说明t6以后转化率最低，D错误。
A. a＜0
B. 使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
C. 降低温度，CO的平衡转化率降低
D. 降低温度，各物质的浓度不变
A
解析：降低温度，混合气体的颜色变浅，说明该平衡正向移动，故正反应是放 热反应，a＜0，故A正确；使用催化剂，只能影响化学反应速率，不能影响平 衡，反应物的平衡转化率不变，故B错误；降低温度，平衡正向移动，CO转化 率增大，故C错误；正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，各种物质的 浓度改变，故D错误。
A. ΔH＞0
B. T1 ℃，CO的平衡转化率为70％
C. a点正反应速率小于b点逆反应速率
D. 增大压强可使COS的体积分数由c点增加到b点
C
二、勒夏特列原理
1. 外因对化学平衡的影响
条件的改变（其他条件不变） 化学平衡的移动
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向 方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向 方向移动
压强（对
有气体存 在的反应） 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积 的方向移动
减小压强 向气体体积 的方向移动
反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡
温度 升高温度 向 方向移动
温度 降低温度 向 方向移动
催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡 移动
正反应　
逆反应　
减小　
增大　
不移动　
吸热反应　
放热反应　
不　
2. 勒夏特列原理
（1）内容：对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件 （如 、 、 ），平衡将向着能够 这种改变的 方向移动。
（2）理解勒夏特列原理的注意问题
①勒夏特列原理适用于任何动态平衡， 状态不能用此来分析。
②勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变 影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向， 只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。
浓度　
温度　
压强　
减弱　
非平衡　
消除　
大　
大　
大　
不变　
不变　
变大　
【判断】
×
√
×
√
A. H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解
B. 密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深
C. 铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D. 锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
解析：MnO2会催化 H2O2分解，催化剂不能使平衡发生移动，故与平衡移动无关，A 项错误；NO2转化为N2O4的反应是放热反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混 合气体颜色加深，B项正确；铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与 浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；加入硫酸铜固体，锌 置换出铜，形成了原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误。
B
2. （2024·江西卷）温度T下，向1 L真空刚性容器中加入1 mol （CH3）2CHOH，反 应达到平衡时，c（Y）＝0.4 mol/L，
A. 再充入1 mol X和1 mol Y，此时v正＜v逆
B. 再充入1 mol X，平衡时c（Y）＝0.8 mol/L
C. 再充入1 mol N2，平衡向右移动
D. 若温度升高，X的转化率增加，则上述反应ΔH＜0
A
选项 影响
因素 方案设计 现象 结论
A 浓度 向1 mL 0.1 mol/L K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol/L HBr溶液 黄色溶液 变橙色 增大反应物浓度，平衡 向正反应方向移动
B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar 气体颜色 不变 对于反应前后气体总体 积不变的可逆反应，改 变压强平衡不移动
C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色 变深 升高温度，平衡向吸热 反应方向移动
D 催化剂 向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol/L H2SO4溶液，水浴加热 上层液体 逐渐减少 使用合适的催化剂可使 平衡向正反应方向移动
C
（1）升高温度：v正 ，v逆 ，B的转化率 。
（2）使用催化剂，v正 ，v逆 ，A的物质的量 。
（3）保持温度和压强不变通入Ne气，则C的物质的量 ，A的转化率 。
（4）保持温度和容积不变通入稀有气体，则A的转化率 。
（5）若温度和容积不变，反应从正反应开始至平衡，在这个变化过程中，容器内气 体的密度 。
增大　
增大　
减小　
增大　
增大　
不变　
减小　
减小　
不变　
不变　
三、新旧平衡转化率的比较
气体化学计量数关系 A的转化率
a＝b＋c
a＞b＋c
a＜b＋c
正向　
不变
增大
减小
A. ①②④ B. ③⑤⑥
C. ②③⑤ D. ①④⑤
D
选项 改变条件 新平衡与原平衡比较
A 增大压强 N2的浓度一定变小
B 升高温度 N2的转化率变小
C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大
D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大
B
解析：A项，该反应的正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知， 增大压强，平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B 项，该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转 化率变小，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转 化率增大，而氢气的转化率变小，不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不 能改变平衡状态，不正确。
3. （2024·浙江6月选考卷）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：
温度（℃） 400 500 600
乙烷转化率（％） 2.2 9.0 17.8
乙烯选择性（％） 92.6 80.0 61.8
D
A. 反应活化能：Ⅰ＜Ⅱ
B. 500 ℃时，0～50 min反应Ⅰ的平均速率为v（C2H4）＝2.88×10－3 mol·L－1·min－1
C. 其他条件不变，平衡后及时移除H2O（g），可提高乙烯的产率
D. 其他条件不变，增大投料比[n（C2H6）/n（CO2）]投料，平衡后可提高乙烷转化率
课时作业（十一）　温度、
催化剂对化学平衡的影响　勒夏特列原理
[对点训练]
题组一　温度、催化剂对化学平衡的影响
A. 加入高效催化剂，既可增大反应速率，也可增大反应物的平衡转化率
B. 若将容器改为恒压，通入惰性气体，平衡不移动
C. 达到平衡后，保持O2的浓度不变，扩大容器容积，平衡正向移动
D. 若将容器改为绝热恒容，则到达平衡的时间缩短
解析：催化剂不影响平衡转化率，A错误；若将容器改为恒压，通入惰性气体，容器 容积增大，相当于减压，平衡逆向移动，B错误；c（O2）不变，扩大容器容积，c （SO2）、c（SO3）减小，Q保持不变，平衡不移动，C错误。
D
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A. 升高温度
B. 增大氧气的浓度
C. 使用合适的催化剂
D. 移出H2O
B
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解析：该反应为放热反应，升高温度，化学反应速率加快，但平衡向逆反应方向移 动，氯化氢的转化率减小，故A不符合题意；增大反应物氧气的浓度，反应速率增 大，平衡向正反应方向移动，氯化氢的转化率增大，故B符合题意；使用合适的催化 剂能加快反应速率，但化学平衡不移动，氯化氢的转化率不变，故C不符合题意；移 出生成物水蒸气，水蒸气的浓度减小，平衡向正反应方向移动，氯化氢的转化率增 大，但反应速率减小，故D不符合题意。
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题组二　勒夏特列原理及理解
A. 棕色的NO2体系加压后，颜色先变深后逐渐变浅
C. 合成氨工业中使用高压，提高生产效率
D. 工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
B
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A. 缩小容器的体积 B. 改用高效催化剂
C. 增加NO的浓度 D. 升高温度
A
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A. 及时分离出CO2，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动
B. 及时分离出N2，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动
C. 降低温度，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动
D. 加入催化剂可增大反应速率，从而增大一段时间内的反应物转化率
C
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解析：及时分离出CO2，使生成物CO2浓度减小，N2、反应物的浓度都不变，则Q减 小，Q＜K，平衡正向移动，A正确；及时分离出N2，使c（N2）减小，而其他物质 的浓度不变，则Q减小，Q＜K，平衡正向移动，B正确；降低温度，反应物和生成 物的浓度不变，Q不变，但正、逆反应速率都减小，且逆反应速率减小更多，所以正 反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，C不正确；反应达平衡前加入催化剂，可 增大反应速率，提高一段时间内的反应物转化率，D正确。
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A
选项 改变的条件 新平衡与原平衡比较
A 升高温度 X的转化率变小
B 增大压强（压缩体积） X的浓度变小
C 充入一定量Y Y的转化率增大
D 使用适当催化剂 X的体积分数变小
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解析：升高温度，平衡向吸热反应的方向移动，即逆向移动，X的转化率变小， A项正确；增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即正向移动，X的物 质的量减小，但由于容器体积减小，各组分的浓度均比原平衡时的大，B项错 误；增大一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，而其本身的转 化率降低，C项错误；催化剂只能改变反应速率，不能影响平衡状态，故各物质 的体积分数不变，D项错误。
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A. 减小容器体积，平衡不移动，X的转化率不变
B. 增大c（X），X的转化率减小
C. 保持容器体积不变，同时充入0.1 mol X和0.2 mol Y，X的转化率增大
D. 加入催化剂，正反应速率增大，Z的平衡产率增大
解析：该反应反应前后体积不变，改变压强平衡不发生移动，A正确；增大X浓度， 平衡正移，但X转化率减小，B正确；保持体积不变，再充入1 mol X、0.2 mol Y，相 当于增大Y的浓度，X转化率增大，C正确；催化剂不影响平衡产率，D错误。
D
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[综合强化]
容 器 温度/K 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol
n（CO2） n（C） n（CO） n（CO）
Ⅰ 977 0.28 0.56 0 0.4
Ⅱ 977 0.56 0.56 0 x
Ⅲ 1 250 0 0 0.56 y
A
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A. 977 K，该反应的化学平衡常数值为1
B. 达到平衡时，向容器Ⅰ中增加C的量，平衡向右移动
C. 达到平衡时，容器Ⅱ中CO2的转化率比容器Ⅰ中的大
D. 达到平衡时，容器Ⅲ中的CO的转化率大于28.6％
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A. 反应速率：v（B）＞v（A）
B. A容器中X的转化率为80％
C. 若打开K，则A的体积变为2.6a L
D. 平衡时Y的体积分数：A＜B
C
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10. （2025·盐城高二联考）某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到 平衡：
A. 加入适量Z，①和②平衡均不移动
B. 通入稀有气体Ar，①平衡正向移动
C. 降温时无法判断Q浓度的增减
D. 通入Y，则N的浓度增大
B
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解析：Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z 也不影响反应②的平衡移动，A正确；通入稀有气体Ar，由于容器容积不变，故气体 浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；温度降低，反应①正向进行，反应 ②逆向进行，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正 确；通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向进行， 则N的浓度增大，D正确。
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放热　
＞　
增大　
增大　
减小　
减小　
（5）若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量 。
不变　
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12. （2025·甘肃酒泉期中考试）2018年是哈伯因发明用氮气和氢气合成氨的方法而获 得诺贝尔奖100周年。氨是重要的化学品之一，我国目前的生产能力位居世界首位， 回答下列问题：
（1）工业上通常采用铁触媒作催化剂，在400～500 ℃、10 MPa～30 MPa，原料气中 N2和H2物质的量之比为1∶2.8的条件下合成氨。分析说明原料气中N2过量的理由 是 。
解析：（1）原料气中N2过量的理由是原料气中N2相对廉价易得，适度过量有利于提 高H2的转化率。
原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率　
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T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
①试比较K1、K2大小，K1 （填“＞”“＜”或“＝”）K2。
＞　
2　
逆向进行　
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（3）在一定条件下，甲、乙体积相同的密闭容器中，开始均投入1 mol N2和3 mol H2。相对于乙，甲容器中仅改变一个条件，测得甲、乙容器中N2的转化率与时间关系 如图所示。
A. 加入催化剂 B. 升高温度
C. 增大压强 D. 分离氨
C　
甲条件下合成氨反应
的反应速率和转化率均大于乙，合成氨为放热反应，相对于乙，甲的平衡向正反应方
向移动，甲改变的条件是增大压强
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②在甲条件下，平衡时体积为0.5 L，则该反应的平衡常数K为 （结果保留 两位有效数字）。
0.52　
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