第4課時(shí)溫度、催化劑對化學(xué)平衡的影響學(xué)習(xí)目標(biāo)1．探究溫度影響化學(xué)平衡的規(guī)律。2．了解催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)質(zhì)，并進(jìn)一步探討對化學(xué)平衡的影響，從而了解催化劑在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。3．相識化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡典型圖像，學(xué)會化學(xué)平衡圖像題的解題方法。核心素養(yǎng)1．通過試驗(yàn)探究溫度對化學(xué)平衡的影響，提升科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。2．理解平衡移動(dòng)原理(勒夏特列原理)，形成變更觀念與平衡思想。一、溫度、催化劑對化學(xué)平衡的影響1．溫度對化學(xué)平衡的影響(1)試驗(yàn)探究溫度對化學(xué)平衡的影響按表中試驗(yàn)步驟要求完成試驗(yàn)，視察試驗(yàn)現(xiàn)象，填寫下表：試驗(yàn)原理eq\o(2NO2g,\s\do4(紅棕色))eq\o(N2O4g,\s\do4(無色))ΔH＝－56.9kJ·mol－1試驗(yàn)步驟試驗(yàn)現(xiàn)象熱水中混合氣體顏色_加深__；冰水中混合氣體顏色_變淺__試驗(yàn)結(jié)論混合氣體受熱時(shí)顏色_加深__，說明NO2濃度_增大__，即平衡向_逆反應(yīng)__方向移動(dòng)；混合氣體被冷卻時(shí)顏色_變淺__，說明NO2濃度_減小__，即平衡向_正反應(yīng)__方向移動(dòng)(2)溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律當(dāng)其他條件不變時(shí)，上升溫度，會使化學(xué)平衡向_吸熱反應(yīng)__的方向移動(dòng)；降低溫度，會使化學(xué)平衡向_放熱反應(yīng)__的方向移動(dòng)。提示任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變更(放熱或吸熱)，所以隨意可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)都受溫度的影響。2．催化劑對化學(xué)平衡的影響(1)催化劑對化學(xué)平衡的影響規(guī)律當(dāng)其他條件不變時(shí)，催化劑不能變更達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)混合物的組成，但是運(yùn)用催化劑能變更反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間。(2)用v－t圖像分析催化劑對化學(xué)平衡的影響t1時(shí)刻，加入催化劑，v′正、v′逆同等倍數(shù)增大，則v′正＝v′逆，平衡不移動(dòng)(如圖)。提示一般說的催化劑都是指的正催化劑，即可以加快反應(yīng)速率。特殊狀況下，也可運(yùn)用負(fù)催化劑，減慢反應(yīng)速率。正｜誤｜判｜斷(1)溫度可以影響隨意可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)。(√)(2)上升溫度，反應(yīng)速率加快，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(×)(3)上升溫度，反應(yīng)速率加快，但反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可能降低。(√)(4)上升溫度，化學(xué)平衡常數(shù)確定增大。(×)(5)對于可逆反應(yīng)，變更外界條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)確定增大。(×)(6)平衡移動(dòng)，平衡常數(shù)不愿定變更，但平衡常數(shù)變更，平衡確定發(fā)生移動(dòng)。(√)(7)催化劑能加快反應(yīng)速率，提高物質(zhì)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量，也能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(×)深｜度｜思｜考1.在已建立平衡的體系中，變更溫度，化學(xué)平衡是否移動(dòng)？提示：任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變更(放熱或吸熱)，所以任何可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)，都受溫度的影響而發(fā)生移動(dòng)。2．若反應(yīng)aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)的條件變更，平衡不移動(dòng)但反應(yīng)速率加快，變更的條件確定是運(yùn)用催化劑嗎？提示：若反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的a＋b＝c＋d，變更條件，平衡不移動(dòng)但反應(yīng)速率加快，可能是運(yùn)用催化劑，或增大壓強(qiáng)(反應(yīng)前后氣體體積不變)。3．催化劑對化學(xué)平衡沒有影響，工業(yè)生產(chǎn)往往運(yùn)用催化劑，其目的是什么？提示：催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，但可以變更達(dá)到平衡所需的時(shí)間。工業(yè)生產(chǎn)往往運(yùn)用催化劑，其目的是增大化學(xué)反應(yīng)速率，提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量。應(yīng)｜用｜體｜驗(yàn)1.工業(yè)上消退氮氧化物的污染，可用如下反應(yīng)：CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝akJ·mol－1，在溫度為T1和T2時(shí)，分別將0.50molCH4和1.20molNO2充入體積為1L的密閉容器中，測得n(CH4)隨時(shí)間變更的數(shù)據(jù)如表所示：時(shí)間/min010204050T10.500.350.250.100.10T20.500.300.18……0.15下列說法不正確的是(D)A．0～10min內(nèi)，T1時(shí)v(CH4)比T2時(shí)小B．溫度：T1<T2C．a(chǎn)<0D．平衡常數(shù)：K(T1)<K(T2)解析：依據(jù)公式v＝eq\f(|Δn|,VΔt)，計(jì)算可得0～10min內(nèi)，T1時(shí)，v(CH4)＝0.015mol·L－1·min－1，T2時(shí)，v(CH4)＝0.02mol·L－1·min－1，A項(xiàng)正確；溫度為T2時(shí)反應(yīng)速率更快，所以T2>T1，B項(xiàng)正確；T2下達(dá)到平衡時(shí)甲烷的物質(zhì)的量較T1時(shí)的大，說明上升溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)放熱，所以a<0，C項(xiàng)正確；T1時(shí)反應(yīng)進(jìn)行更徹底，因此平衡常數(shù)更大，即K(T1)>K(T2)，D項(xiàng)錯(cuò)誤；綜上所述答案為D。2．在容積不變的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0。某探討小組探討了其他條件不變時(shí)，變更某一條件對上述反應(yīng)的影響，下列分析正確的是(B)A．圖Ⅰ表示的是t1時(shí)刻增大O2的濃度對反應(yīng)速率的影響B(tài)．圖Ⅱ表示的是t1時(shí)刻加入催化劑對反應(yīng)速率的影響