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影響化學平衡的因素
第二章
化學反應速率與化學平衡
第二節　化學平衡
第2課時
FACTORS THAT AFFECT CHEMICAL EQUILIBRIUM
化學平衡狀態 化學平衡常數
學習目標
從變化的角度認識化學平衡的移動,即反應達到平衡后,條件改變使平衡發生移動而建立新的平衡,發展變化觀念與平衡思想的學科核心素養。
通過實驗探究,理解濃度、壓強、溫度等對化學平衡狀態的影響,進一步建構“化學變化是有條件的”這一學科觀念。
3. 理解勒夏特列原理,能依據原理分析平衡移動的方向,體會理論對實踐的指導作用。
溫故知新
影響化學反應速率的外界條件主要有哪些？
化學反
應速率
濃度
壓強
溫度
催化劑
溫故知新
化學平衡狀態有哪些特征？
條件改變，平衡如何變化？是否像影響速率因素一樣變化？
逆
等
動
定
變
一、化學平衡的移動
2. 移動的原因：外界條件發生變化。
V正=V逆≠0
條件改變
V正=V逆≠0
′
′
一定時間
V正 ≠ V逆
′
′
平衡1 不平衡 平衡2
概念：改變外界條件，破壞原有的平衡狀態，建立起新的平衡狀態的過程。
破壞舊平衡
建立新平衡
一、化學平衡的移動
（2）平衡移動與反應速率的關系
外界條件對化學平衡移動的影響是通過改變反應速率來實現的。條件
改變時:
(1) 若v(正)　　　　v(逆),平衡　　　移動;
(2) 若v(正)>v(逆),平衡向　　　反應方向移動;
(3) 若v(正)=
不
正
逆
二、濃度對化學平衡的影響
將上述溶液平均分裝在a、b、c三支試管中, 向b試管中加入少量鐵粉, 溶液紅色　　　; 向c試管中滴加4滴1 mol·L-1KSCN溶液, 溶液紅色　　　。這些現象說明當向平衡混合物中加入鐵粉或硫氰化鉀溶液后, 平衡混合物的　　　　　發生了變化。
變淺
加深
硫氰化鐵
實驗2-1
實驗操作 向盛有5 mL 0.05 mol·L-1FeCl3溶液的試管中加入5 mL 0.15
mol·L-1KSCN溶液
實驗原理 Fe3+ + 3SCN - Fe(SCN)3
(淺黃色)　 (無色)　　 (紅色)
實驗現象 溶液呈　　　　色
紅
二、濃度對化學平衡的影響
濃度的改變導致　　　　的改變,但K　　　 , 使Q 　 K,從而導致平衡移動。
濃度商
不變
≠
在可逆反應達到平衡時,在其他條件不變的情況下:
(1)c (反應物)增大或c (生成物)減小,平衡向　　　方向移動。
(2)c (反應物)減小或c (生成物)增大,平衡向　　　方向移動。
結論
正反應
逆反應
理論解釋
0
v
t
二、濃度對化學平衡的影響
圖象解釋
t1
v（正）≠ v（逆）
V(正)
V(逆)
V(正)= V(逆)
V ’(正)增大反應物濃度
V’(逆)
平衡狀態1
平衡改變
二、濃度對化學平衡的影響
0
v
t
V(正)
V(逆)
V(正)= V(逆)
V (正)= V (逆)
V’(正)
V’(逆)
平衡狀態2
平衡狀態1
溶液紅色加深
0
v
t
V(正)
V(逆)
V(正)= V(逆)
V (正)= V (逆)
V’(逆)
V’(正)
平衡狀態1
平衡狀態2
溶液紅色變淺
增大反應物濃度
減小反應物濃度
二、濃度對化學平衡的影響
0
v
t
V(正)
V(逆)
V(正)= V(逆)
V (正)= V (逆)
V’(逆)
V’(正)
0
v
t
V正
V逆
V正= V逆
V 正= V 逆
V’正
V’逆
增大C生，平衡逆移
減小C生，平衡正移
三、壓強對化學平衡的影響
實驗操作: 用50 mL注射器吸入20 mL NO2與N2O4的混合氣體,并 將細管端用橡皮塞封閉。然后將活塞向外拉,觀察管內混合氣體顏色的變化。當反復推拉活塞時,觀察管內混合氣體顏色的變化。
(2) 實驗現象與結論:
實驗 實驗現象 實驗結論
活塞往外拉 氣體顏色　　 　 　　 　,　　 減小壓強, 化學平衡向
生成　　　的方向移動
活塞往里推 氣體顏色　 　　　　, 增大壓強, 化學平衡向
生成　　　的方向移動
先變淺又逐漸變深
NO2
先變深又逐漸變淺
N2O4
實驗2-2
三、壓強對化學平衡的影響
(1)若為反應前后氣體體積不等的反應,如N2+3H2 2NH3:增大壓強后,平衡向　　 　　　　的方向移動;
減小壓強后,平衡向　　　　 　　的方向移動。
結論
氣體體積減小
氣體體積增大
(2)若為等體積反應,如H2+I2 2HI: 改變壓強后,平衡 　　 　。
不移動
三、壓強對化學平衡的影響
0
v
V正
V逆
V正= V逆
V 正= V 逆
V’正
V’逆
增大壓強
aA(g)+bB(g) cC(g) （a+b>c）
圖象解釋
0
v
V正
V逆
V正= V逆
V 正= V 逆
V’逆
V’正
減小壓強
三、壓強對化學平衡的影響
0
v
V正
V逆
V正= V逆
V 正= V 逆
V’逆
V’正
增大壓強
aA(g)+bB(g) cC(g) （a+b圖象解釋
0
v
V正
V逆
V正= V逆
V 正= V 逆
V’正
V’逆
減小壓強
三、壓強對化學平衡的影響
0
v
V正
V逆
V正= V逆
增大壓強
aA(g)+bB(g) cC(g) （a+b=c）
圖象解釋
0
v
V正
V逆
V正= V逆
減小壓強
V'逆
V'正
v 正= v 逆
V'逆
V'正
v 正= v 逆
平衡不移動
三、壓強對化學平衡的影響
特別提醒
“惰性氣體”對化學平衡的影響
(1)恒溫恒容條件
原平衡體系
體系總壓強增大
體系中各組分的濃度不變
平衡不移動。
充入惰性氣體
(2)恒溫恒壓條件
原平衡體系
容器容積增大，各反應氣體的分壓減小
各組分的濃度同倍數減小
充入惰性氣體
體系中
平衡向氣體體積增大的方向移動。
四、溫度對化學平衡的影響
把NO2和N2O4混合氣體通入兩只連通的燒瓶，然后用彈簧夾夾住乳膠管；把一只燒瓶浸泡在熱水中，另一只浸泡在冰水中。觀察顏色變化。
實驗2-3
2NO2(g)
(紅棕色)
N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol-1
(無色)　
將NO2球浸泡在冰水和熱水中
其他條件不變時,升高溫度平衡向著　　　的方向移動,降低溫度平衡向著　　　　的方向移動。
四、溫度對化學平衡的影響
冰水中 熱水中
現象 　　　　 　　　　
解釋
升溫→顏色變深→平衡向吸熱方向移動。
降溫→顏色變淺→平衡向放熱方向移動;
紅棕色變淺
紅棕色加深
結論
吸熱
放熱
四、溫度對化學平衡的影響
0
v
V正
V逆
V正= V逆
升高溫度
aA(g)+bB(g) cC(g)
圖象解釋
0
v
V正
V逆
V正= V逆
降低溫度
ΔH>0
V 正= V 逆
V’正
V’逆
V 正= V 逆
V’逆
V’正
四、溫度對化學平衡的影響
0
v
V正
V逆
V正= V逆
升高溫度
aA(g)+bB(g) cC(g)
圖象解釋
0
v
V正
V逆
V正= V逆
降低溫度
ΔH<0
V 正= V 逆
V’逆
V’正
V 正= V 逆
V’正
V’逆
五、催化劑對化學平衡的影響
催化劑可　　　 　地改變正反應速率和逆反應速率,因此催化劑對化學平衡的移動　　　　　。但催化劑可　　　　反應達到平衡所需的時間。
同等程度
沒有影響
改變
0
v
V正
V逆
V正= V逆
V'正
V'逆
v 正= v 逆
六、勒夏特列原理
如果改變影響平衡的一個因素,平衡就向著能夠　　 這種改變的方向移動,這就是 　 　，又稱為化學平衡移動原理。
減弱
勒夏特列原理
①影響平衡的因素只有濃度、壓強、溫度三種；
②原理的適用范圍是只有一項條件變化的情況（溫度或壓強
或一種物質的濃度），當多項條件同時發生變化時，情況
比較復雜；
③平衡移動的結果只能減弱（不可能抵消）外界條件的變化。
提示:
若其他條件不變,改變下列條件對化學平衡的影響如下:
改變的條件(其他條件不變) 化學平衡移動的方向
濃度 增大反應物濃度或減小生成物濃度 向正反應方向移動
減小反應物濃度或增大生成物濃度 向逆反應方向移動
總結
六、勒夏特列原理
六、勒夏特列原理
改變的條件(其他條件不變) 化學平衡移動的方向
壓強(對有氣體參加的反應) 反應前后氣體體
積改變的反應 增大壓強 向氣體分子總數
減小的方向移動
減小壓強 向氣體分子總數
增大的方向移動
反應前后氣體體
積不變的反應 改變壓強 平衡不移動
溫度 升高溫度 向吸熱反應方向移動
降低溫度 向放熱反應方向移動
催化劑 同等程度地改變v(正)、v(逆),平衡不移動
六、勒夏特列原理
模型建構
化學平衡移動分析的思維模型
改變條件
若反應速率不變（如容積不變時充入不參加反應的氣體）
改變條件
改變程度相同
（v正=v逆）
改變程度不同
（v正≠v逆）
使用催化劑
氣體體積不變的反應，改變壓強
濃度變化
壓強變化
溫度變化
平衡移動
平衡不移動
課堂練習
解析: 該反應的正反應是氣體體積增大的吸熱反應,增大反應容器的容積,體系的壓強減小,化學平衡正向移動,能提高乙烷的平衡轉化率;該反應的正反應是氣體體積增大的吸熱反應,升高反應溫度,化學平衡正向移動,能提高乙烷的平衡轉化率;分離出部分氫氣,減少了生成物濃度,平衡正向移動,能提高乙烷的平衡轉化率;等容下通入稀有氣體,體系的總壓強增大,物質的濃度不變,因此化學平衡不移動,對乙烷的平衡轉化率無影響,D項符合題意。
答案: D
C2H4(g)+H2(g) ΔH>0, 在一定條件下于密閉容器中達到平衡。下列各項措施中,不能提高乙烷平衡轉化率的是 (　　)
A. 增大容器容積　　 　B. 升高反應溫度
C. 分離出部分氫氣 D. 等容下通入稀有氣體
1. 反應C2H6(g)
課堂練習
解析: A項,C為固體,改變其量,對反應速率無影響,錯誤;B項,增大容積,v正減小,c(D)也減小,錯誤;C項,縮小容積,濃度增大,速率也增大,平衡正向移動,c(D)也增大,正確;D項,容積不變,充入稀有氣體,反應物濃度不變,速率不變,平衡不移動,錯誤。
答案:C
2. 在一密閉容器中發生反應:2A(g)+2B(g) C(s)+3D(g)　ΔH<0,達到平衡
時采取下列措施, 可以使正反應速率(v正)增大、c(D)增大的是(　　)
A. 移走少量C B. 增大容積,減小壓強
C. 縮小容積,增大壓強 D. 容積不變,充入稀有氣體
課堂練習
解析: 在溫度不變的條件下, 將容器的容積增大到原來的兩倍, 若平衡不移動, 則A的濃度為0.25 mol/L; 容積增大到原來的兩倍再次達到平衡后A的濃度為0.3 mol/L, 說明容積增大(減小壓強), 平衡向逆反應方向移動, x+y>z, C的體積分數降低, B的濃度減小。
答案:C
3. 在密閉容器中的一定量混合氣體發生反應:xA(g)+yB(g)
zC(g),達到平衡后,測得A的濃度為0.5 mol/L, 在溫度不變的條件下, 將容器的容積增大到原來的兩倍, 再達到平衡后, 測得A的濃度降低為0.3 mol/L。下列有關判斷中正確的是(　　)
A.x+yC.C的體積分數降低　　 D.B的濃度增大
課堂練習
4. 在恒溫恒容的條件下,2A(g)+B(g)
2C(g)的反應速率隨反應時間的變化示意圖如圖,下列敘述中與示意圖不相符的是 (　　)
反應達到平衡時,正反應速率和逆反
應速率相等
B.平衡狀態Ⅰ后,可能是增大A的濃度,平衡發生移動,達到平衡狀態Ⅱ
C. 平衡狀態Ⅰ后,可能是減小C的濃度,平衡發生移動,達到平衡狀態Ⅱ
D. B在平衡狀態Ⅰ和平衡狀態Ⅱ時濃度不相等
課堂練習
解析: 反應達到平衡時, 正反應速率和逆反應速率相等, A項正確; 由題給圖像可以看出, 平衡狀態Ⅰ改變的瞬間, 逆反應速率未改變, 正反應速率突然增大, 可知改變條件為增大反應物的濃度, B項正確, C項不正確; 由于平衡發生移動, 可知兩平衡狀態時同一種反應物的濃度不相等, D項正確。
答案: C

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