师：同学们好，本节课我们一起学习温度对化学平衡的影响及勒夏特列原理。本节课学习目标如下：一是通过实验探究，了解温度对化学平衡状态的影响，培养证据推理与科学探究能力；二是通过模型认知，运用勒夏特列原理推测平衡移动方向，建立变化观念与平衡思想。

　　这里有一位患者在寻医问药网上提问，痛风性关节炎患者在冬季需要注意什么？一位医生答复，痛风性关节炎是由于尿酸盐沉积在相关部位引起，着凉是诱发因素之一。另一位医生建议，冬季要注意保暖，尤其是关节部位。

　　这里有一道依据上述情形设计的化学习题。同样谈到关节炎，病因是关节滑液中形成尿酸钠晶体，寒冷季节易诱发疼痛。从化学机理看，存在两个平衡体系。下面选项设置体现了温度对该平衡体系的影响。

　　本节课学习任务一：探究温度对化学平衡的影响。我们知道二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡。下面请同学们观看实验。这里有两个分别盛有热水和冰水的烧杯，还有两个连通球，里面充入了二氧化氮气体。请观察二氧化氮和四氧化二氮在常温下达到平衡状态时的颜色。现在将两个球分别浸入热水和冰水中，请仔细观察球内气体颜色的变化。

　　师：问题一，请根据实验完成下表。我们一起来看，浸泡在热水中的小球，颜色加深，说明二氧化氮浓度增大，这表明上述平衡向逆向移动，而逆向是吸热方向。浸泡在冰水中的小球，颜色变浅，说明二氧化氮浓度减小，平衡向正向移动，正向是放热方向。由此我们得出结论，在其他条件不变时，升高温度，平衡向着吸热方向移动；降低温度，平衡向着放热方向移动。同学们要注意，我们总结的平衡移动方向不是向正或向逆，而是向吸热或放热方向。为什么呢？比如说把二氧化氮和四氧化二氮这个可逆反应的反应物和生成物倒过来写，即四氧化二氮转化为二氧化氮，此时正向反应就是吸热反应。做同样实验，观察到的现象也是一样的，浸泡在热水中的小球颜色变深，二氧化氮浓度增大，平衡向着正向移动，这个方向与二氧化氮转化为四氧化二氮的反应方向相反，但仍是吸热方向。所以总结时，升高温度，平衡向吸热方向移动，而非向正或逆向。

　　师：问题二，请根据上述结论分析平衡移动的原因，并完成下表。

　　师：我们来看，在 T1 时刻，如果升高温度，正逆反应速率都增大，因为升温反应速率加快，且正反应速率比逆反应速率小。这个大小比较怎么推断呢？从平衡移动方向看，平衡向吸热方向移动，对于这个反应，平衡向逆反应方向移动，说明 v 逆大于 v 正。那么在 T1 时刻升高温度后，图像应这样画：第一，在 T1 时刻，由于温度升高，v 正、v 逆瞬间都增大，所以画的时候 v 正、v 逆这两个点都要往上跳；第二，因为平衡向逆反应方向移动，所以 v 逆在上，v 正在下。若 T1 时刻降低温度，降温反应速率减小，所以 v 正、v 逆都减小，且 v 正大于 v 逆。这个大小关系同样根据平衡移动方向判定，因为降温向放热方向移动，对于这个反应就是向正反应方向移动，所以 v 正大于 v 逆。它的图像应这样画：第一，在改变条件的瞬间，v 正、v 逆都减小，这两点往下跳；由于平衡向正反应方向移动，所以 v 正在上，v 逆在下。

　　师：我们再来看这道题。关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体，寒冷季节能诱发关节疼痛。其化学机理为：一是尿酸与水结合，这是一个电离过程，得到尿酸根离子和水合氢离子；二是尿酸根离子和钠离子结合，转化为尿酸钠晶体。现在分析对反应 2 的叙述，因为寒冷季节诱发关节疼痛，是由于形成尿酸钠晶体，说明温度降低有利于尿酸钠晶体形成，即降温平衡向正向移动，而降温平衡向放热方向移动，所以该反应正反应为放热反应，这道题应选择 c 和 d。

　　本节课的第二任务：理解勒夏特列原理。法国化学家勒夏特列总结出一条规律，如果改变影响平衡的一个因素，如温度、压强或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。这条规律中影响平衡的因素有三个：温度、压强、浓度。另外要注意“减弱”这两个字，它是什么含义呢？

　　师：问题一，以氮气和氢气反应生成氨气为例，请用勒夏特列原理分别判定增大氮气浓度、减小压强、升高温度后平衡移动的方向，并予以解释。

　　师：我们一起来看。增大氮气浓度，平衡向正反应方向移动。根据前面学习的结论可以判定，用勒夏特列原理来解释，此时改变的条件是氮气浓度增大，平衡要向着减弱氮气浓度增大的方向移动，也就是使氮气变少一点，所以平衡向着减小氮气浓度的方向移动，对于这个反应来讲，就是向正反应方向移动。减小压强，根据前面学习的结论，平衡向逆反应方向移动。用勒夏特列原理来解释，此时改变的条件是压强减小，平衡就要向着减弱压强减小的方向移动，即移动方向要使压强增大，所以平衡向着增大压强的方向移动，而压强增大的方向就是气体计量数之和大的方向，在本题中就是向逆反应方向移动。升高温度，根据前面学的结论，平衡向逆反应方向移动，因为该反应的逆反应是吸热反应。用勒夏特列原理来解释，改变的条件是温度升高，平衡要向着减弱温度升高的方向移动，减弱温度升高就是向着降低温度的方向，哪个方向能降低温度呢？就是吸热方向，吸收一部分热量，温度就降低了。

　　师：问题二，准确理解勒夏特列原理中“减弱”两个字，完成下表。

　　师：我们一起来看。这是在恒温恒容条件下，氮气与氢气反应生成氨气，该反应正向是气体分子数减小的方向，ΔH 为 -92.4 千焦每摩尔，说明正向是放热反应。看表格第 2 行，改变的条件是通入氮气，体系中氮气浓度增大，由 c 变为 2c。氮气浓度增大，根据勒夏特列原理，平衡要向着减弱其增大的方向移动，也就是向正向移动。所以平衡移动使氮气浓度减小一点，达到新平衡时，氮气浓度比 2c 小。但要注意，平衡移动是减弱氮气浓度的增加，不是抵消，更不是扭转，所以新平衡时氮气浓度一定比原来平衡时大，浓度范围应该是大于 c，小于 2c。再看第 3 行，缩小体积，压强由 p 变为 2p。我们知道体积减小，压强会增大。根据勒夏特列原理，平衡移动方向应该减弱压强的增大，所以对于这个反应来说应该向正向进行。平衡移动使压强变小一点，新平衡时压强比 2p 小，但平衡移动只能减弱压强增大，不能抵消，不能扭转，所以新平衡时压强比 p 大。最后一个，升高温度，温度由 T1 变为 T2。改变的条件是温度升高，平衡就要向着减弱温度升高的方向移动，也就是向着吸热方向移动。平衡移动减弱了温度的升高，新平衡时温度比 T2 小。由于平衡移动只能减弱温度升高，不能抵消和扭转，所以温度比 T1 大。