2019-2020学年第二学期高中化学新课突破（人教选修4）：2．3 第3课时　温度、催化剂对化学平衡的影响　勒夏特列原理【自主预习、课堂达标】

人教版选修4：
——温度、催化剂对化学平衡的影响　勒夏特列原理
【课堂达标】
1．下列因素不可能影响化学平衡移动的是(　　)
A．温度　　　　　　　
B．催化剂
C．反应物的浓度
D．压强
解析：选B　催化剂只能改变化学反应速率，不会影响化学平衡的移动。
2．下列变化过程能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．工业合成氨中选择高温条件下进行
B．棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅
C．SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂
D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深
解析：选B　选择高温，平衡逆向移动，不利于合成氨，A项错误；使用催化剂只能加快反应速率，对化学平衡移动无影响，C项错误；H2、I2、HI混合气体加压平衡不移动，但颜色加深，D项错误；只有B项能用勒夏特列原理解释。
3．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应，合成氨工业的生成流程如下：
关于合成氨工业的说法中不正确的是(　　)
A．混合气进行循环利用遵循绿色化学思想
B．对原料气进行压缩可以增大原料气的转化率
C．合成氨反应须在低温下进行
D．使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动
解析：选C　混合气进行循环利用可以节约资源、提高原料的利用率，符合绿色化学思想，A项正确；对原料气进行压缩，增大压强，平衡正向移动，可提高原料气的转化率，B项正确；降低温度，反应速率减慢，为保证速率较快，催化剂的活性高，产物的产率又不低，应选择适宜的温度，不能在低温下进行，C项错误；催化剂的使用可同等倍数地提高正、逆反应速率，但对平衡无影响，D项正确。
4．在一定条件下，下列可逆反应达到化学平衡：I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH<0。要使混合气体的颜色加深，可以采取的方法是(　　)
A．降低温度　　　　　　
B．增大H2的浓度
C．增大压强
D．减小压强
解析：选C　该反应降低温度平衡正向移动，混合气体颜色变浅，A项错误；增大H2浓度平衡正向移动，c(I2)减小，混合气体颜色变浅，B项错误；增大压强，混合气体浓度增大，气体颜色加深，C项正确；减小压强，混合气体体积增大，浓度减小，气体颜色变浅，D项错误。
5.某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是(　　)
A．t2时加入了催化剂
B．t3时降低了温度
C．t5时增大了压强
D．t3～t4时间内转化率最低
[解析]　由图象知，在t1时刻化学反应达到平衡，t2～t3化学平衡没有移动，可能是加了催化剂或增加压强，但该反应是一个体积发生变化的反应，压强的改变是不行的，只能是加入了催化剂；t3～t4平衡逆向移动，并且化学反应速率在减小，是减小了压强；t5～t6平衡逆向移动，反应物的转化率减小，是t5时升高了温度，不是压强的影响。
[答案]　A
6．(2019·洛阳高二检测)在容积可变的密闭容器中存在如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，下列分析中不正确的是(　　)
A．图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响
B．图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响
C．图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲使用了催化剂
D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高
解析：选C　由于这是一个放热反应，所以t0时温度升高，平衡向左移动，此时逆反应速率大于正反应速率，A正确；该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，可同等程度地加快正、逆反应速率，平衡不移动，使用催化剂，不影响平衡，但反应速率加快，B正确；如果图Ⅲ中考虑的是使用催化剂的话，则平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等，C错误；如果图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，应该是乙条件下温度高于甲条件，那么从甲升温到乙，平衡向左移动，CO的转化率下降，D正确。
7．对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，如何根据下列图象比较T1、T2的大小？
答案：在相同时间内先达平衡，说明反应速率快，则(Ⅰ)中T1>T2，或温度越高，H2的百分含量越高，故T1>T2；(Ⅱ)中在同一压强下，T2比T1时NH3%大，则说明平衡正移程度大，故T28．对处于平衡状态的反应：2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH<0，下列叙述正确的是(　　)
A．增大压强，v(正)增大，v(逆)减小
B．升高温度，v(正)减小，v(逆)增大
C．增大A浓度的瞬间，v(正)增大，v(逆)不变
D．增大A浓度的瞬间，v(正)增大，v(逆)减小
解析：选C　增大压强，正、逆反应速率都增大，A错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，B错误；增大A浓度的瞬间，v(正)增大，v(逆)不变，C正确，D错误。
9．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是(　　)
A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH<0
B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0
C．CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)＋H2O(g)
ΔH>0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0
解析：选A　四个选项中水蒸气均为生成物。依左图可知T2>T1，升温，水蒸气含量减小，平衡左移，所以正反应为放热反应，即ΔH<0，B、C错；依右图可知p1>p2，增压，水蒸气含量增加，即正反应为气体体积减小的反应，D错。
10．一定温度下，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的转化率将降低
D．若体积不变，升高温度，再次平衡时体系颜色加深
解析：选C　缩小容器体积，NO2浓度变大，颜色加深，平衡向左移动使混合气体颜色又变浅，但依据“减弱不消除”可知新平衡时NO2的浓度仍比原平衡大，即气体颜色比原平衡深；若压强不变，再充入N2O4气体，容器体积变大，达到新平衡与原平衡等效，因此新平衡时各物质的百分含量不变；若体积不变，向容器中再加入一定量的N2O4，则相对于原平衡，平衡向逆反应方向移动，平衡最终结果相当于增大压强产生结果，故平衡时N2O4的转化率将降低；若体积不变，升温，平衡正向移动，再次平衡时体系中NO2浓度增大，气体颜色加深。
11．可逆反应2NO2(g)N2O4
(g)　ΔH<0达平衡后，改变温度填表：
温度改变
v(正)、v(逆)的变化
v(正)、v(逆)的相对大小
平衡是否移动
平衡移动方向
升高温度
降低温度
答案：均增大　v(正)＜v(逆)　移动　逆向
均减小　v(正)＞v(逆)　移动　正向
12．如图所示，烧杯甲中盛放100
mL
6
mol·L－1
HCl溶液，烧杯乙中盛放100
mL冷水，现向烧杯甲的溶液中放入25
g
NaOH固体，同时向烧杯乙中放入25
g
NH4NO3固体，搅拌使之溶解。
(1)A瓶中气体的颜色
，简述理由：
。
(2)B瓶中气体的颜色
，简述理由：
。
解析：甲中氢氧化钠溶解及盐酸与氢氧化钠发生中和反应均放出热量；乙中NH4NO3固体溶解要吸收热量。2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，温度升高，平衡向逆反应方向移动，颜色加深；温度降低，平衡向正反应方向移动，颜色变浅。
答案：(1)变深　NaOH溶解放热，中和HCl也放热，甲中溶液及A中气体温度升高，2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，平衡逆向移动，NO2浓度增大，颜色加深
(2)变浅　NH4NO3溶解吸热，乙中溶液及B中气体温度降低，2NO2N2O4　ΔH<0，平衡正向移动，NO2浓度减小，颜色变浅
13．下图为0～t时间段时间—速率图，完成t时刻改变温度后的时间—速率图象。
答案：
【课后总结】
分点突破1　温度对化学平衡的影响
1．实验探究
原理
2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9
kJ·mol－1红棕色　　　色
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.影响规律
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。
【归纳总结】
对同一化学反应，若正反应为吸热反应，升高温度，使v正、v逆都增大，但v正增大的倍数更大，即v′正>v′逆，平衡向吸热反应方向移动。反之，降低温度，使v正、v逆都减小，但v正减小的倍数更大，即v′正分点突破2　催化剂与化学平衡　勒夏特列原理
1．催化剂与化学平衡
催化剂能同等程度的改变(一般为增大)正、逆反应的反应速率，对化学平衡移动无影响，但能缩短反应达到平衡所需要的时间。
2．勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，则平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
【归纳总结】
正确理解勒夏特列原理中的“减弱”
1在已达平衡的可逆反应中，若增大某物质的浓度，其他条件不变，则平衡向减少该物质浓度的方向移动，移动的结果是该物质的浓度比原平衡中的浓度大。
2在已达平衡的可逆反应中，若增大平衡体系的压强，其他条件不变温度不变，则平衡向减小压强的方向气体总体积减小的方向移动，移动的结果是新平衡的压强比原平衡的压强大。
3对已达平衡的可逆反应，若升高平衡体系的温度，其他条件不变，则平衡向消耗热量吸热的方向移动，移动的结果是新平衡的温度比原平衡的温度高。