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专题2 化学反应速率与化学平衡
/ 浓度、压强变化对化学平衡的影响 /
学习目标
1.从变化的角度认识浓度、压强改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。
2.根据Q与K的关系，分析理解化学平衡的移动。
3. 通过实验论证说明浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响。
课堂导入
化学平衡状态有哪些特征？平衡状态始终不变吗？
①逆：可逆反应
②动：动态平衡
③等：v正=v逆≠0 (本质特征)
④定：各组分的浓度保持恒定
⑤变：外界条件改变可能会引起平衡状态的改变
(判定标志)
化学平衡移动的过程分析
原平衡状态Ⅰ
各组分的浓度、百分含量保持
不变
改变条件：浓度、压强、温度
非平衡状态
各组分的浓度或百分含量
改变
Q ≠ K
移动方向
使Q ≠ K
新平衡状态Ⅱ
各组分的浓度或百分含量又保持
不变
化学平衡移动
由“平衡状态Ⅰ”到“平衡状态Ⅱ”的过程
一、浓度变化对化学平衡的影响
橙色 黄色
已知： Cr+H2O 2Cr+2H+
【实验操作】
①取三支小试管，分别加入5 mL 0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液；
②向其中一支试管中滴加数滴浓硫酸，观察溶液颜色的变化；
③再向另一支试管中滴加数滴6 mol·L-1 NaOH溶液，观察溶液颜色的变化；
对比三支试管中溶液颜色。
记录实验结果，并分析改变反应物的浓度对平衡移动的影响。
【实验探究】
一、浓度变化对化学平衡的影响
橙色 黄色
已知： Cr+H2O 2Cr+2H+
【实验探究】
一、浓度变化对化学平衡的影响
橙色 黄色
已知： Cr+H2O 2Cr+2H+
【实验探究】
【实验现象】
加酸溶液橙色加深，加碱溶液呈黄色。
化学平衡状态是否发生了改变？影响化学平衡状态的因素是什么？
一、浓度变化对化学平衡的影响
1. 其他条件不变时，
增大反应物浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；
增大生成物的浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。
2. 原理应用
工业上通过适当增加相对廉价的反应物或及时分离出生成物的方法提高产量、降低成本。
例如在硫酸工业中常通入过量的空气使二氧化硫充分氧化，以得到更多的三氧化硫。
2SO+O2 2SO
一、浓度变化对化学平衡的影响
3. 浓度商
a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g)
a
c (A) c (B)
Q =
c
c (C) c (D)
d
b
= K
一定条件下，对任意可逆反应：
增大反应物浓度，或减小反应产物浓度
减小反应物浓度，或增大反应产物浓度
Q <
K
平衡正向移动
Q ＞
K
平衡逆向移动
一、浓度变化对化学平衡的影响
例1．可逆反应A(g) ＋ 3B(g) 2D (g) ，在一定温度下达到平衡。
①试用平衡常数解释，将A浓度增大一倍后平衡的移动情况
②试用平衡常数解释，将A、B浓度增大一倍后平衡的移动情况
③试用平衡常数解释，将A、B和C浓度各增大一倍后平衡的移动情况
K =
QC =
QC ＜K
QC =
QC ＜K
QC =
=
=
QC ＜K
注意：同时改变反应物和生成物浓度时，利用平衡常数K与浓度熵QC判断
平衡向右移动
平衡向右移动
平衡向右移动
一、浓度变化对化学平衡的影响
例2．某温度下，在容积不变的密闭容器中发生如下反应：
CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，
已知该温度下反应化学平衡常数为0.9，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)＝2 mol·L－1，c(H2)＝1.5 mol·L－1，c(CO)＝1 mol·L－1，
c(H2O)＝3 mol·L－1。下一时刻，反应______(填“正向”或“逆向”)进行；
逆向
Q
若保持条件不变，反应达平衡后，向容器中通入Ne(g)，平衡移动方向？
温度保持不变；反应物、产物浓度不变。
平衡不移动
观察思考
增大压强，正逆反应速率均增大，
平衡向着生成氨气的方向移动。
N2 + 3H2 2NH3
不同温度、压强下反应达到平衡时氨在体系中的物质的量分数。
起始n(N2) : n(H2) =1∶3，试分析压强改变对合成氨平衡的影响。
二、压强对化学平衡的影响
一定温度下，对有气体参加的可逆反应，改变反应容器的体积改变体系的压强，即改变了平衡体系中各物质的浓度，我们就可以通过浓度的变化运用Q和K的关系分析压强对化学平衡移动的影响。
运用Q 与 K 比较判断化学平衡移动的方向：
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
Q ＝ K
Q ＜ K
Q ＞ K
平衡状态
不移动
二、压强对化学平衡的影响
如果改变压强（改变容积）， 各物质的浓度如何变化？
浓度商如何变化？平衡如何移动？气体颜色的变化？
2NO2(g) N2O4(g)
操作 （温度不变） 压强 各物质浓度（mol·L-1） 浓度商
(Q )
NO2 N2O4 原平衡容器容积为V p1 a b
缩小容积至V 瞬时
2p1
2a
b
＝Q1
Q2＝K
浓度增大，气体颜色变深
平衡正向移动
达到新平衡(容积V)
p1< p新 < 2p1
a< c新 < 2a
b< c′新 < 2b
不变
颜色变深，但仍比原平衡颜色深
二、压强对化学平衡的影响
实验验证
如果改变压强（改变容积）， 各物质的浓度如何变化？
浓度商如何变化？平衡如何移动？气体颜色的变化？
2NO2(g) N2O4(g)
20 mL
NO2(g)
压强p0
快速推动至10 mL处
压强p1 =2p0
快速拉动至20 mL处
压强p2 = p1
二、压强对化学平衡的影响
请写出下列可逆反应的平衡常数表达式，并根据反应物和生成物浓度的变化来分析：通过增大或减小反应容器的体积，以改变体系的压强，对平衡有何影响
可逆反应 平衡常数表达式 改变压强对平衡的影响 增大压强 减小压强
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
N2O4(g) 2NO2(g)
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
K
K
K
1 + 3 =4 > 2
正向移动 逆向移动
1 < 2
逆向移动 正向移动
1 = 1
不移动 不移动
二、压强对化学平衡的影响
在其它条件不变的情况下：
增大压强，平衡向气体总分子数减小的方向移动，
减小压强，平衡向气体总分子数增大的方向移动。
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b≠c+d
1.有气体参加，且反应前后气体总分子数不相等的化学反应
2.有气体参加，且反应前后气体总分子数相等的化学反应
增大压强，正逆速率同时等倍增大，v′正= v′逆，平衡不移动
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b=c+d
思考交流
1．是否压强改变时，平衡一定能移动呢？
对于H2(g)+ I2(g) 2HI(g) 当其他条件不变，减小或增大容器容积来改变压强时，化学平衡如何变化呢？
对于反应前后气体物质的总体积没有变化的可逆反应，压强改变不能使化学平衡发生移动。
2．对于只有固体或液体参加的反应，体系压强的改变会使化学平衡移动吗？
改变压强后体积受压强影响很小，可忽略不计，化学平衡一般不发生移动。
二、压强对化学平衡的影响
例3. 在密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) ，充入He(g) ：
(1)容积不变时，反应物质浓度______ ，反应速率_______ ，化学平衡_______ ；
(2)气体压强不变时，容器的体积________，各气体的浓度_____，反应速率
________ ，化学平衡向________方向移动。
特别提醒：
压强变化不造成浓度变化，则速率不变，平衡不移动。
不变
不变
不移动
减小
增大
逆反应
减小
课堂总结
一、浓度对化学平衡的影响
增大生成物的浓度或减小反应物浓度→ Q>K→平衡向逆反应方向移动。
增大反应物浓度或减小生成物的浓度→Q＜K→平衡向正反应方向移动；
其他条件不变时，
增大压强（减小容器的容积），会使平衡向气体体积缩小的方向移动；
二、压强对化学平衡的影响
减小压强（增大容器的容积），会使平衡向气体体积增大的方向移动。
其他条件不变时，
提升训练
A. H2(g)+I2(g) 2HI(g)
B. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g）
C. 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
D. C(s) +CO2(g) 2CO(g)
E. Fe3++ n SCN- [Fe(SCN)n] 3-n
AE
1. 压强的变化不会使下列反应的平衡发生移动的是( )
提升训练
2. 高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH>0
(1)该反应的平衡常数表达式为K=_______________。
(2)已知 1100 ℃时K＝0.263。1100 ℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025 mol·L-1，c(CO)＝0.1 mol·L-1，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态_____(选填“是”或“否”)， 此时化学反应速率v(正)____v(逆)(选填“＞”“＜”或“＝”)。
【思路点拨】(1)固体物质不写入平衡常数的表达式；
(2)利用浓度商和平衡常数的相对大小判断反应的方向。
c(CO2)/c(CO)
Qc＝c(CO2)/c(CO)=0.025 mol·L-1÷0.1 mol·L-1 = 0.25＜K
＞
否
平衡向正反应方向进行

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