温度对化学平衡的影响

2019-12-08 13:13:08

  实验演示
  
  操作方法
  
  在两烧瓶里装入NO2和N2O4的混合气体,连接两个烧瓶(用导管和胶管连接),然后用夹子夹住橡皮管,把一个烧瓶放进热水里,把另一个烧瓶放入冰水(或冷水)里,观察烧瓶内混合气体的颜色变化,并与常温下盛有相同混合气体的烧瓶进行颜色对比。
  
  实验现象
  
  放入热水里的烧瓶内气体颜色加深,放在冰水中混合气体颜色变浅。
  
  实验结论
  
  对于这个反应,反应是放热的。当温度升高时,颜色加深,说明反应向逆反应方向进行即向吸热方向进行。由上述实验可得出,在其他条件不变的情况下,温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动,温度降低会使化学平衡向放热反应的方向移动。
  
  实验考点
  
  温度对平衡的影响本质与结果。
  
  经典考题
  
  1、关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体,尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛,其化学机理为:
  
  ① HUr+ H2O Ur- + H3O+ ②Ur-+Na NaUr
  
  下列对反应②的叙述正确的是( )
  
  A、正反应为吸热反应
  
  B、正反应为放热反应
  
  C、升高温度平衡向正反应方向移动
  
  D、降低温度平衡向正反应方向移动
  
  试题难度:易
  
  2、下列反应达到化学平衡后,加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是
  
  A、2NO2 N2O4 (正反应为放热反应)
  
  B、C(S)+CO2 2CO (正反应为吸热反应)
  
  C、N2+3H2 2NH3 (正反应为放热反应)
  
  D、H2S H2+S(s) (正反应为吸热反应)
  
  试题难度:中
  
  3、对于 的平衡体系,当升高温度时,混合气体的平均摩尔质量是从26g/mol变为29g/mol,则下列说法正确的是( )
  
  A、 ,正反应是放热反应 B、 ,正反应是吸热反应
  
  C、 ,逆反应是放热反应 D、 ,逆反应是吸热反应
  
  试题难度:难
  
  1 答案:BD
  
  解析:温度越低尿酸钠晶体越多,那么当温度降低的时候,反应②应该向正反应方向移动,正反应为放热反应。
  
  2 答案:B
  
  解析:加压平衡向逆反应方向移动,说明正向反应气体的物质的量增加;降温平衡向逆反应方向移动,说明逆反应方向放热,即正反应方向吸热。
  
  3 答案:BD
  
  解析:这是一个反应前后气体总质量不变的反应。升高温度,平衡一定向吸热方向移动,由于混合气体的平均摩尔质量增加,说明平衡也向着气体的总物质的量减少的方向移动。即反应满足吸热方向,气体的总物质的量减少即可。
  
  温度对化学平衡的影响
  
  所需解决的问题:温度是如何影响化学平衡的?它与浓度和压力对平衡影响的情况相比有何不同?
  
  温度对化学平衡的影响与浓度和压力不同.改变浓度或压力只能使平衡点改变,而温度的变化,却导致了平衡常数数值的改变.
  
  平衡常数和温度之间存在下列定量关系:


  
  式中ΔrHθ代表恒压下反应的热效应,热量的符号采用热力学中的规定.K1,K2分别代表温度T1,T2时的平衡常数,R是气体常数(R=8.314J/K·mol).
  
  上式清楚地表明了温度对平衡常数的影响.如果是放热反应(ΔrHθ为负值),温度升高时,K2<K1,即平衡常数随温度的升高而减小;如果是吸热反应(ΔrHθ为正值),温度升高,K2>K1,即平衡常数随温度升高而增大.
  
  因此温度对化学平衡的影响又可以归纳成:升高温度,使平衡向吸热方向移动;降低温度,使平衡向放热的方向移动。