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影响化学平衡的因素
第二章 化学反应速率与化学平衡
影响化学平衡的因素
学习目标
1.理解化学平衡移动的概念，明确改变哪些条件可使Q≠K，从而改变化学平衡状态。
2.掌握浓度、压强对化学平衡影响的规律，能通过比较Q与K的大小判断平衡移动方向。
3.理解不同情况下(ΔVg<0、ΔVg>0、ΔVg＝0)压强变化时正、逆反应速率的变化及平衡移动情况。
课堂导入
某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡，各物质的相关数据如下。
各物质的起始量/mol 化学平衡时各物质的量/mol 平衡时H2的转化率
N2 H2 NH3 N2 H2 NH3 40%
5 15 0 3 9 4 平衡时原料的转化率不高，如何提高呢
化学平衡的移动
Q
K
v’正＝ v’逆
达平衡
Q
K
Q
K
v正 > v逆
未平衡
v正 < v逆
未平衡
平衡正向移动
平衡逆向移动
将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
Q
K
Q
K
v正 = v逆
达平衡
v正 = v逆
达平衡
改变哪些反应条件可使Q ≠ K，从而改变化学平衡状态
平衡常数只与温度有关
lnKθ＝-
rHm
RT
＋C
θ
＝Q
cp(C) cq(D)
cm(A) cn(B)
浓度商只与浓度有关
一、影响化学平衡的因素
研究浓度对化学平衡的影响
Q ＝ K
Q ＜ K
Q ＞ K
平衡状态
＝Q
cp(C) cq(D)
cm(A) cn(B)
任意时刻
反应中各物质的浓度幂之积的比值
K ＝
cp(C) cq(D)
cm(A) cn(B)
平衡时刻
反应中各物质的浓度幂之积的比值
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
若其他条件不变，仅增加反应物的浓度，化学平衡如何移动
若其他条件不变，仅减小反应物的浓度，化学平衡如何移动
一、影响化学平衡的因素
研究浓度对化学平衡的影响
【实验】向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.015 mol/L KSCN溶液，溶液呈红色。将上述溶液平均分装在a、b、c 三支试管中，向试管 b中加入少量铁粉，向试管 c 中滴加 4 滴 1 mol/L KSCN溶液，观察试管b、c中溶液颜色的变化，并均与试管a对比。
增加反应物浓度或降低生成物浓度，可以使平衡向正反应方向移动；
降低反应物浓度或增加生成物浓度，可以使平衡向逆反应方向移动。
一、影响化学平衡的因素
用v－t图像分析浓度变化对化学平衡移动的影响
V 正＞V 逆 平衡正向移动
V(逆)
V
V(正)
t
V(正)= V(逆)
0
t1
①增大反应物浓度
t2
V (逆)
V (正)
V (正)=V (逆)
t3
②减小生成物浓度
t2
t3
V (正)
V (逆)
V (正)=V (逆)
t
0
V
V(正)
V(逆)
V(正) = V(逆)
t1
一、影响化学平衡的因素
用v－t图像分析浓度变化对化学平衡移动的影响
V 逆＞V 正 平衡逆向移动
V(逆)
V
V(正)
t
V(正)= V(逆)
0
t1
③增大生成物浓度
t2
V (逆)
V (正)
V (正)=V (逆)
t3
④减小反应物浓度
t2
V (正)=V (逆)
V (逆)
V (正)
t3
V(正) = V(逆)
0
V
t
V(正)
V(逆)
t1
浓度引起平移图像特征：一突变，一渐变。
理论分析：压强的改变，可能影响反应体系中多种物质的浓度。
红棕色　 无色 　　　
2NO2(g) N2O4(g)
操作ⅰ：容积缩小为原来一半，压强增大一倍。
Q操作ⅱ：容积扩大为原来的2倍，压强减小到原来的 。
同理推出Q＝2K，Q>K，平衡逆向移动
增大压强，平衡向正向移动，减小压强，平衡向逆向移动
一、影响化学平衡的因素
研究压强对化学平衡的影响
1L密闭的容器中，发生反应I2(g) + H2(g) 2HI(g) ，达到平衡时，各物质的物质的量依次为2mol、1mol、2mol，此时压缩体积为原先的一半，化学平衡将向哪个方向移动？说明预测理由。(尝试利用Q与K的关系)
反应达到平衡时，I2、H2、HI的平衡浓度依次为 2mol/L、1mol/L和2mol/L，平衡常数Kc为：
Kc = = =2
如果此时压缩体积为原来的一半，则各组分浓度为平衡时的 2 倍，
c(I2)=4mol/L，c(H2)=2mol/L，c(HI)=4mol/L浓度商为：
Q =
=2
Q=Kc，平衡不移动
一、影响化学平衡的因素
研究压强对化学平衡的影响
理论分析：压强的改变，可能影响反应体系中多种物质的浓度。
红棕色　 无色 　　　
2NO2(g) N2O4(g)
操作ⅰ：容积缩小为原来一半，压强增大一倍。
Q操作ⅱ：容积扩大为原来的2倍，压强减小到原来的 。
同理推出Q＝2K，Q>K，平衡逆向移动
压强对平衡移动的影响只适用于有气体参与的反应。
当其他条件不变时，对于左右两边系数和不相等的可逆反应：
①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。
②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。
对左右两边系数和相等的反应，改变压强平衡不移动。
压强对平衡的影响实质是通过改变体系中气体物质的浓度实现的
一、影响化学平衡的因素
研究压强对化学平衡的影响
平衡向正反应（气体体积减小）方向移动
t1时刻，增大压强
v′正、v′逆均增大
v′正＞v′逆
一、影响化学平衡的因素
用v－t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
a＋b＞c＋d
平衡向逆反应（气体体积增大）方向移动
t1时刻，减小压强
v′正、v′逆均减小
v′逆＞v′正
一、影响化学平衡的因素
用v－t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
a＋b＞c＋d
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
a＋b＜c＋d
t0时刻，增大压强
t0时刻，减小压强
一、影响化学平衡的因素
用v－t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
a＋b = c＋d
t0时刻，增大压强
t0时刻，减小压强
一、影响化学平衡的因素
用v－t图像分析压强变化对化学平衡移动的影响
压强
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
恒容时，通入“惰性”气体
恒容
压强增大
平衡不移动
反应物生成物浓度不变
一、影响化学平衡的因素
压强
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
恒压时，通入“惰性”气体
恒压
体积增大
平衡向气体体积增大的方向移动
一、影响化学平衡的因素
压强
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
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。
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，得出Qc与K的关系。
一、影响化学平衡的因素
【实验】把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶，然后用弹簧夹夹住乳胶管；把一只烧瓶浸泡在热水中，另一只浸泡在冰水中。观察混合气体颜色的变化。
实验 浸泡在热水中 浸泡在冰水中
现象
结论
烧瓶内红棕色加深
烧瓶内红棕色变浅
在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向放热反应的方向移动
一、影响化学平衡的因素
研究温度对化学平衡的影响
温度对化学平衡的影响是通过改变化学平衡常数实现的
升高温度使吸热反应的平衡常数K 增大，平衡向吸热反应方向移动；
降低温度使放热反应的平衡常数K 增大，平衡向放热反应方向移动。
核心规律：平衡总是朝着抵消温度变化的方向移动，
即朝着吸热方向抵抗升温，朝着放热方向抵抗降温。
一、影响化学平衡的因素
研究温度对化学平衡的影响
一、影响化学平衡的因素
用v－t图像分析温度变化对化学平衡移动的影响
正反应是
放热反应
v (逆)
v (正)
v'正＝v'逆
升
高
温
度
v (逆)
v (正)
v'正＝v'逆
降
低
温
度
正反应是
吸热反应
v (正)
v (逆)
v'正＝v'逆
升
高
温
度
v (正)
v (逆)
v'正＝v'逆
降
低
温
度
观察化学平衡移动的方向，你能发现什么规律吗？
归纳总结
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向_______方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向_______方向移动
压强(有气体参与的反应) Δn≠0 增大压强 向________________的方向移动
减小压强 向________________的方向移动
Δn=0 改变压强 __________________
温度 升高温度 向_______反应方向移动
降低温度 向_______反应方向移动
正反应
逆反应
气体分子数目减小
气体分子数目增大
平衡不移动
吸热
放热
内容：如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
二、勒夏特列原理
适用范围
定性分析平衡移动瞬时方向
勒夏特列原理适用于所有平衡体系，但仅可用来判断方向
原理不代表结果，实际结果结合Q与K的关系判断
加入HCl溶液
浓度
时间
t1
t2
[H+]↑
[CrO42-]↓
[Cr2O72-]↑
c(H+)的变化
增加H+浓度→新平衡H+浓度＞原平衡浓度
各浓度的变化量
△[CrO42-]：△[H+]：△[Cr2O72-] = 2 : 2 : 1
二、勒夏特列原理
对“减弱”的理解
随堂训练
1.用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为 ，达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列说法不正确的是
A．N2的平衡浓度增大
B．NO的转化率增大
C．正向反应速率增大
D．反应平衡常数增大
D
随堂训练
2.在一密闭容器中，反应 达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，N的浓度变为原来的40%，下列说法正确的是
A．平衡向正反应方向移动
B．物质M的转化率变小
C．反应的平衡常数变大
D．a、b的大小关系是：
B

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