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第二节 化学平衡
课时3 影响化学平衡的因素
第二章 化学反应速率与化学平衡
壹
贰
浓度、压强、温度对化学平衡的影响
勒夏特列原理
知识导航
本节重点
本节难点
探究课堂
浓度对化学平衡的影响
浓度对化学平衡的影响
【必做实验】
[实验目的]
(1)认识浓度等因素对化学平衡的影响。
(2)进一步学习控制变量、对比等科学方法。
[实验用品]
量筒、试管、试管架、胶头滴管。
铁粉、0.05 mol·L－1 FeCl3溶液、0.15 mol·L－1 KSCN溶液、0.1 mol·L－1 K2Cr2O7溶液、6 mol·L－1 NaOH溶液、6 mol·L－1 H2SO4溶液。
探究课堂
浅黄　
无　
红　
探究课堂
实验现象 溶液颜色变深 溶液颜色变深
结论 增大反应物浓度，平衡向_________方向移动 实验内容 向a试管中加入少量铁粉 向b试管中加入少量铁粉
实验现象 溶液颜色变浅 溶液颜色变浅
结论 试管中加入Fe粉后，发生反应Fe＋2Fe3＋═══3Fe2＋，c(Fe3＋)减小； 溶液颜色变浅，Fe(SCN)3的浓度减小，说明化学平衡向逆反应方向发生了移动 正反应　
探究课堂
探究课堂
化学平衡的移动
(1)概念
在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着______，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。
(2)过程分析
改变　
探究课堂
(3)移动方向的判断
①v(正)＞v(逆)，平衡向正反应方向移动。
②v(正)＝v(逆)，反应达到平衡状态，平衡不移动。
③v(正)＜v(逆)，平衡向逆反应方向移动。
(4)化学平衡移动的特征
新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度、百分含量发生改变。
探究课堂
浓度对化学平衡的影响规律及解释
(1)浓度对化学平衡移动的影响规律
当其他条件不变时：
①c(反应物)增大或c(生成物)减小，平衡向 方向移动。
②c(反应物)减小或c(生成物)增大，平衡向 方向移动。
(2)用平衡常数分析浓度对化学平衡移动的影响：
① Q ，则Q K，平衡向 方向移动
② Q ，则Q K，平衡向 方向移动
正反应
逆反应
增大c(反应物)
减小c(生成物)
增大c(生成物)
减小c(反应物)
减小
＜
正反应
增大
＞
逆反应
探究课堂
分析浓度变化对正、逆反应速率的影响
已知反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示：
t1时刻， 浓度，使v正′增大，而v逆′不变，则 ，平衡向 方向移动。
v正′＞v逆′
正反应
增大反应物
探究课堂
t1时刻， 浓度，使v逆′减小，而v正′不变，则 ，平衡向 方向移动。
v正′＞v逆′
正反应
t1时刻， 浓度，使v逆′增大，而v正′不变，则 ，平衡向 方向移动。
v逆′＞v正′
逆反应
减小生成物
增大生成物
探究课堂
t1时刻， 浓度，使v正′减小，而v逆′不变，则 ，平衡向 方向移动。
v逆′＞v正′
逆反应
在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。
应用
减小反应物
探究课堂
特别提醒
“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度。
对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子的干扰。
固体或纯液体的浓度是常数，改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，平衡不移动。
探究课堂
【例】恒温下，某化学反应的反应速率随反应时间变化的关系如图所示，下列叙述与示意图不相符的是
C
A.反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等
B.平衡状态Ⅰ到平衡状态Ⅱ是平衡正向移动
C.平衡状态Ⅰ到平衡状态Ⅱ是平衡逆向移动
D.同一种反应物在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等
探究课堂
压强对化学平衡的影响
压强对化学平衡的影响
实验原理 2NO2 N2O4 (______色)　(_____色) 实验装置 实验操作及现象 体系压强减小 体系压强增大
活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处 活塞由Ⅱ处推到Ⅰ处
气体颜色先______又逐渐______ 气体颜色先______又逐渐______
1．实验探究
红棕　
无　
变浅　
变深　
变深
变浅
探究课堂
解释和结论 把注射器的活塞往外拉，管内体积增大，气体的压强______，气体浓度瞬间______，混合气体颜色先变浅。颜色逐渐变深是因为生成了更多的______，说明平衡向逆反应(或气体分子数增多)方向移动 把注射器的活塞往里推，管内体积减小，气体的压强______，气体浓度瞬间______，混合气体的颜色先变深。颜色逐渐变浅是因为消耗了更多的NO2，说明平衡向正反应(或气体分子数缩小)方向移动
减小　
减小　
NO2　
增大　
增大　
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压强对化学平衡的影响规律(其他条件不变)
(1)有气体参与
①增大压强(减小容器的容积)，会使化学平衡向__________________的方向移动。
②减小压强(增大容器的容积)，会使化学平衡向__________________的方向移动。
③对于反应前后气体分子数目不变的反应，增大或减小压强都______使化学平衡发生移动。
气体体积缩小　
气体体积增大　
不能　
固体或纯液体参加的反应，反应物的物质的量增加，但不能影响化学平衡。如C与CO2在高温下生成CO的反应，增加C的量，不能影响该平衡。
(2)无气体参与：当平衡混合物中都是______或______物质时，改变压强后化学平衡一般不发生移动。
固态
液态
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用v－t图像分析压强对化学平衡的影响
ⅰ.对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)　m＋nt1时刻， 容器容积，压强 ，v正′、v逆′均减小，缩体方向的v逆′减小幅度更大，则 ，平衡向 方向移动。
减小
v正′＞v逆′
正反应
t1时刻， 容器容积，压强 ，v正′、v逆′均增大，缩体方向的v逆′增大幅度更大，则 ，平衡向 方向移动。
增大
v逆′＞v正′
逆反应
增大
缩小
探究课堂
ⅱ.对于反应mA(g)＋nB(g)　 　pC(g)　m＋n＝p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如③所示：
t1时刻，若缩小容器容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图中上线。t1时刻，若增大容器容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图中下线。
探究课堂
提醒　①压强对平衡移动的影响：只适用于有气体参与的反应。对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。
②压强能否使化学平衡发生移动，要看压强改变是否使浓度发生改变，从而使v正′≠v逆′。
探究课堂
【例】在一密闭容器中，反应aA(g)　 　bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则下列说法不正确的是_________(填序号)。
(1)平衡向逆反应方向移动了
(2)物质A的转化率减小了
(3)物质B的质量分数增大了
(4)a＞b
(1)(2)(4)
探究课堂
【例】在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g)　 　zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，试回答下列问题：
(1)若x＋y＞z，缩小体积，增大压强，则平衡向________方向移动。
(2)若保持体积不变，通入氦气，则平衡____移动。
(3)若保持压强不变，通入氦气，平衡向正反应方向移动，则x、y、z的关系为___________。
(4)若x＋y＝z，缩小体积，增大压强，则平衡_____移动。
正反应
不
x＋y＜z
不
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充入“惰性”气体对化学平衡的影响
(1)恒容时，通入“惰性”气体，压强增大，平衡不移动；恒压时，通入“惰性”气体，体积增大，平衡向气体体积增大的方向移动。
(2)在恒容容器中，改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动的方向时，应以浓度的影响进行分析。
(3)对于反应前后气体体积相等的反应[如H2(g)＋I2(g)　 　2HI(g)]，当向平衡体系中充入“惰性”气体时，则无论任何情况下平衡都不发生移动。
探究课堂
【例】一定条件下，某可逆反应在密闭容器中建立化学平衡，在t1时刻改变某一个条件，建立新的平衡，其v－t 图像如下：
(1)对于反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，t1时刻缩小容器体积，其图像为_____(填字母，下同)，平衡________________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”，下同)移动。
D
向正反应方向
(2)对于反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，t1时刻增大容器体积，其图像为___，平衡_________移动。
C
向正反应方向
(3)对于反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，t1时刻缩小容器体积，其图像为____，平衡________移动。
A
不
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温度对化学平衡的影响
温度对化学平衡的影响
【必做实验】
[实验目的]
(1)认识温度等因素对化学平衡的影响。
(2)进一步学习控制变量、对比等科学方法。
[实验用品]
大烧杯、酒精灯、火柴、两个封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶。
探究课堂
②实验装置、现象与结论
实验探究
①实验原理：NO2反应生成N2O4的体系中存在如下平衡：
2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1
(红棕色)　 (无色)
实验 装置 实验 现象 浸泡在热水中 浸泡在冰水中
烧瓶内红棕色______ 烧瓶内红棕色______
加深
变浅
探究课堂
解释及 结论 浸泡在热水中的烧瓶内红棕色______，说明升高温度，NO2的浓度______；浸泡在冰水中的烧瓶内红棕色______，说明降低温度，NO2的浓度______
加深
增大
变浅
减小
①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。
②当其他条件不变时：
温度升高，平衡向 的方向移动；
温度降低，平衡向 的方向移动。
温度对化学平衡的影响规律
吸热反应
放热反应
探究课堂
用v—t图像分析温度对化学平衡的影响
已知反应：mA(g)＋nB(g)　 　pC(g)　ΔH＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示。
t1时刻，______温度，v′正、v′逆均增大，但吸热反应方向的v′逆增大幅度大，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。
t1时刻，______温度，v′正、v′逆均减小，但吸热反应方向的v′逆减小幅度大。则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。
升高
降低
探究课堂
催化剂对化学平衡的影响
催化剂对化学平衡的影响
(1)催化剂对化学平衡的影响规律
当其他条件不变时：
催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。
(2)用v—t图像分析催化剂对化学平衡的影响
t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等倍数
增大，则v′正＝v′逆，平衡不移动。
探究课堂
提醒　①一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也使用负催化剂，减慢反应速率。
②用速率分析化学平衡移动的一般思路
探究课堂
【例】一定温度下，可逆反应：aX(g)＋bY(g)　 　cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t0时刻改变某一外界条件，化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。
(1)若a＋b＝c，则t0时刻改变的外界条件可能是
或者 。
(2)若a＋b≠c，则t0时刻改变的外界条件只能是 。
增大压强
加入催化剂
加入催化剂
探究课堂
勒夏特列原理
勒夏特列原理(化学平衡移动原理)
(1)内容：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够______这种改变的方向移动。
(2)注意事项
①适用范围：适用于任何动态平衡体系(如在第三章将学到的难溶电解质的沉淀溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析；
②平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，但不能完全“消除”这种改变。可概括为“外变大于内移”。
(3)应用：在化学工业和环境保护等领域有十分重要的应用，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应。
减弱　
探究课堂
【例】一定条件下，A(g)＋B(g) C(g)　ΔH＜0，达到平衡后根据下列图像判断：
(1)升高温度，达到新平衡的是_______(填“A ” “B” “C” “D”或“E”，下同)，新平衡中C的体积分数______(填“增大” “减小”或“不变”，下同)。
(2)减小压强，达到新平衡的是________，A的转化率_______。　
(3)减小C的量，达到新平衡的是_______。
(4)增加A的量，达到新平衡的是______，此时B的转化率______，A的转化率_____。
(5)使用催化剂，达到新平衡的是_______，C的质量分数_______。
A
B
C
D
E
增大
减小
不变
C
减小
E
A
增大
减小
不变
D
B
减小
探究课堂
只改变影响化学反应速率的一个因素，速率图像的变化可以分为两类：
(1)“渐变”类为浓度的改变
当改变一种物质的浓度时，正反应速率(或逆反应速率)瞬间变化，而逆反应速率(或正反应速率)瞬间不变，而是随着时间的推移逐渐发生改变。
(2)“断点”类为温度、压强或催化剂的改变
当体系的温度改变时，正反应速率、逆反应速率都瞬间改变，但是平衡将会被破坏，直至重新达到平衡状态。
当体系的压强改变时，正反应速率、逆反应速率都瞬间改变，若气体化学计量系数不等，正反应速率和逆反应速率不相等，则平衡将发生移动；若气体化学计量系数相等，正反应速率、逆反应速率仍然相等，平衡不发生移动。
当体系加入催化剂时，正反应速率和逆反应速率发生同等程度的改变，平衡不发生移动。
探究课堂
【例】向一体积不变的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g) xC(g)　ΔH，各物质浓度随时间的变化如图1所示。图2为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。图1中t0～t1阶段c(B)未画出。
t2时刻____________; t3时刻____________;t 4时刻____________;t5时刻____________。
升高温度
使用催化剂
减小压强
增加浓度
探究课堂
恒温恒容条件下，改变反应物用量对转化率(用α表示)的影响
(1)反应物不止一种时，如：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
①只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，α(A)减小，α(B)增大。
②若同等比例同倍数增大c(A)、c(B)，则平衡正向移动，其影响结果相当于增大压强。
当m＋n＝p＋q时，α(A)，α(B)不变
当m＋n>p＋q时，α(A)，α(B)增大
当m＋n(2)反应物只有一种时，如aA(g) bB(g)＋cC(g)，增大c(A)则平衡正向移动，其影响结果相当于增大压强
若a＝b＋c，α(A)不变
若a>b＋c，α(A)增大
若a探究课堂
【例】一定条件下，向一容积固定的密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，发生2SO2＋O2 2SO3　ΔH<0，一段时间后达到平衡，SO2、O2、SO3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，按要求回答下列问题。(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)
(1)平衡后，通入2 mol SO2，则SO2的转化率________，O2的转化率________。
(2)平衡后，通入2 mol SO2,1 mol O2，则SO2的转化率________，O2的转化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量__________，SO3的百分含量__________。
(3)平衡后，通入a mol SO2，b mol O2，c mol SO3，则SO2的转化率________，O2的转化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量______。
(4)平衡后，通入2 mol SO3，则平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)移动，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。
(5)平衡后，升温，则SO2转化率________，O2的转化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。
减小
增大
增大
减小
不变
增大
减小
减小
增大
增大
增大
增大
减小
减小
增大
逆反应
减小
正反应
逆反应
减小
增大
减小
减小
增大
增大
减小
课堂小结
探究课堂
【例】对可逆反应2A(s)＋3B(g)　 　2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是
①增加A的量，平衡向正反应方向移动
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正减小
③压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆不变
④增大B的浓度，v正>v逆
⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动
A.①② B.④ C.③ D.④⑤
B
探究课堂
【例】在一密闭容器中，发生可逆反应：3A(g)　 　3B＋C(正反应为吸热反应)，平衡时，升高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断中正确的是
A.B和C可能都是固体
B.B和C一定都是气体
C.若C为固体，则B一定是气体
D.B和C不可能都是气体
C
探究课堂
【例】密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)　 　2C(g)　ΔH<0，根据速率—时间图像，回答下列问题。
(1)下列时刻所改变的外界条件分别是：
t1__________；t3____________；t4__________。
升高温度
使用催化剂
减小压强
(2)物质A的体积分数最大的时间段是________。
(3)上述图像中C的体积分数相等的时间段是___________________。
(4)反应速率最大的时间段是________。
(5)t0～t1、t3～t4、t5～t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的关系为___________。
t5～t6
t2～t3、t3～t4
t3～t4
K0>K3＝K5
THANKS

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