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反应条件对化学平衡的影响
第2章 化学反应的方向、限度与速率
重点：
1. 掌握浓度、压强、温度对化学平衡移动的影响规律，能运用勒夏特列原理分析外界条件改变时平衡移动的方向。
2. 理解催化剂对化学反应速率和化学平衡的作用机制，明确催化剂只改变化学反应速率，不影响化学平衡状态。
难点：
1. 深入理解压强对化学平衡移动的影响本质，尤其是反应前后气体分子数不变的反应以及有固体、液体参与的反应中，压强改变对平衡影响的特殊性。
2. 分析多种条件同时改变时，化学平衡移动的综合结果，判断平衡移动方向与各物质浓度、转化率的变化趋势。
化学平衡状态有哪些特征？
条件改变，平衡如何变化？
逆
等
动
定
变
v正=v逆
化学平衡是在一定条件下建立起来的。受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程，称为化学平衡移动。
冷水
热水
2NO2 N2O4 ΔH = -57.2 kJ·mol-1
各组分的浓度保持不变
各组分的浓度发生变化
各组分的浓度保持不变
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
Q＝K
Q≠K
Q＝K
浓度、压强变
Q变化而K不变
温度变
Q不变而K变化
一段时间
化学平衡移动
由平衡状态Ⅰ到平衡状态Ⅱ的过程
Q
K
Q
K
Q
K
平衡
平衡
Q＜K
平衡正向移动
Q＞K
平衡逆向移动
活动探究
资 料 在 线
反应条件对化学平衡的影响
预测
某化学反应mA(g) +nB(g) pC(g)+qD(g) 的ΔH > 0。温度、浓度或压强改变时，化学平衡状态是否会改变？如果发生改变，化学平衡将向哪个方向移动？说明预测理由。
表2-2-3　温度与化学平衡常数的关系 温度变化 反应焓变ΔH 平衡常数K 温度变化 反应焓变ΔH 平衡常数K
升高 > 0 增大 降低 > 0 减小
< 0 减小 < 0 增大
活动探究
实验目的
探究温度对化学平衡的影响
实验原理
实验方案设计及实施
请按下列表格中要求的内容设计、实施实验方案，并完成表格。
设计目的 实验方案 现象预测 观察到的现象
探究温度对 化学平衡的影响
冷水
热水
实验用品
装有二氧化氮-四氧化二氮混合气体的装置，冰水混合物，热水；烧杯。
2NO2 N2O4 ΔH = -57.2 kJ·mol-1
活动探究
实验 浸泡在热水中 浸泡在冰水中
现象
结论
气体红棕色加深
气体红棕色变浅
升高温度，NO2浓度增大
降低温度，NO2浓度减小
大量实验证明，在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向______反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向______反应的方向移动。
吸热
放热
实验目的
探究温度对化学平衡的影响
实验原理
2NO2 N2O4 ΔH = -57.2 kJ·mol-1
活动探究
放热反应：升高温度使K减小，Q>K，平衡向吸热方向移动。
吸热反应：升高温度使K增大，QQ不变
T变化
平衡移动
K变化
温度 298K 333K
K(mol-1·L) 6.80 0.601
不同温度下2NO2 N2O4 △H<0 的平衡常数
K不变
c、P变化
平衡移动
Q变化
实验目的
探究温度对化学平衡的影响
实验原理
2NO2 N2O4 ΔH = -57.2 kJ·mol-1
反应：A(g)＋3B(g) 2C(g)　ΔH＜0达到平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙述中正确的是（ ）
A、Q增大，K不变，平衡向右移动
B、Q减小，K不变，平衡向左移动
C、Q不变，K增大，平衡向右移动
D、Q不变，K减小，平衡向左移动
C
活动探究
实验目的
探究浓度对化学平衡的影响
实验用品
1 mol·L-1 FeCl3 溶液，0.01 mol·L-1 FeCl3 溶液，1 mol·L-1 KSCN 溶液，0.01 mol·L KSCN 溶液，铁粉，烧杯，试管，胶头滴管。
实验方案设计及实施
请按下列表格中要求的内容设计、实施实验方案，并完成表格。
设计目的 实验方案 现象预测 观察到的现象
探究浓度对 化学平衡的影响
实验原理
Fe3＋ ＋ 3SCN－ 　 Fe(SCN)3
向盛有5mL 0.01mol/LFeCl3溶液的试管中加入5mL 0.01 mol/LKSCN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1mol/LKSCN溶液，观察试管b、c中溶液颜色的变化，并均与试管a对比。
活动探究
实验 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
现象
结论
溶液颜色变浅
溶液颜色加深
其他条件不变，
减小C反应物，平衡逆向移动
其他条件不变，
增大C反应物，平衡正向移动
在一定温度下，当可逆反应达到平衡时，改变浓度化学平衡状态为什么发生移动？如何移动？
实验目的
探究浓度对化学平衡的影响
实验原理
Fe3＋ ＋ 3SCN－ 　 Fe(SCN)3
活动探究
实验
①c反应物增大
②c反应物减小
③c生成物增大
④c生成物减小
平衡时，Q= ＝K
Q 增大 ，Q＞K，平衡逆向移动
Q 减小 ，Q＜K，平衡正向移动
Q 增大 ，Q＞K，平衡逆向移动
Q 减小 ，Q＜K，平衡正向移动
实验目的
探究浓度对化学平衡的影响
实验原理
Fe3＋ ＋ 3SCN－ 　 Fe(SCN)3
已知在氨水中存在下列平衡：
NH3 + H2O NH3· H2O NH4+ + OH-
　　(1) 向氨水中加入MgCl2固体，平衡向 移动，OH-浓度 ，NH4+浓度 。
　　(2) 向氨水中加入浓盐酸，平衡向 移动，此时溶液中浓度减小的粒子有 。
　　(3) 向氨水中加入少量NaOH固体，平衡向 移动，此时发生的现象是 。
正反应方向
减小
增大
正反应方向
OH-、NH3·H2O、NH3
逆反应方向
有气体放出
活动探究
实验 体系压强增大 体系压强减小
现象
结论
气体颜色先变深，后变浅
最终比原来深
气体颜色先变浅，后变深
最终比原来浅
其他条件不变，
增大压强，平衡正向移动
其他条件不变，
减小压强，平衡逆向移动
为什么气体的颜色先变深后变浅？
2NO2(g) N2O4(g)
探究压强对化学平衡的影响
Δυg ＞0
活动探究
实验
缩小体积 增大压强
增大体积 减小压强
Q＝ ＝K
c(N2O4)
c2(NO2)
c(NO2) 、c(N2O4)瞬间变大，
Q 减小 ，Q＜K，平衡正向移动
c(NO2) 、c(N2O4)瞬间变小，
Q 增大 ，Q＞K，平衡逆向移动
2NO2(g) N2O4(g)
探究压强对化学平衡的影响
Δυg ＞0
思考与讨论
1、有气体参加的反应可能出现：Δυg ＞0；Δυg ＜0；Δυg ＝0。请大家分析：体系压强增大会使化学平衡状态发生怎样的变化？
实验
缩小体积 增大压强
增大体积 减小压强
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
2NH3(g) N2(g)+3H2(g)
Q ＝ K平衡不移动
Q ＝ K平衡不移动
Q＞K平衡逆向移动
Q＜K平衡正向移动
2、对于只有固体或液体参加的反应，体系压强改变会使化学平衡状态发生变化吗？
影响化学平衡的因素
浓度
压强
温度
增大C反应物 或 减小C生成物
减小C反应物 或 增大C生成物
平衡正方向移动
平衡逆方向移动
升高温度
降低温度
平衡向吸热方向移动
平衡向放热方向移动
增大压强
减小压强
平衡向气体分子数减小方向移动
平衡向气体分子数增大方向移动
四、勒夏特列原理
（1）适用范围
适用于任何动态平衡体系
（2）适用条件
能影响化学平衡的外界条件
平衡移动的结果：
“减弱”外界条件的影响，而不能消除外界条件改变的影响
举个例子
原平衡（100℃）
升温到200℃
减弱（降温）
吸热反应方向移动
新平衡（温度介于100-200℃之间）
减弱但不抵消
综上所述：改变浓度、压强、温度等因素可以提高反应产率或者抑制反应进行的程度。
思考并完成下列表格 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
条件的改变 平衡移动的方向 新平衡建立时
具 体 增大O2的浓度
减小SO3的浓度
增大压强
升高温度
抽象 改变一个条件
向右即O2浓度减小的方向
O2浓度较原平衡大
向右即SO3浓度增大的方向
SO3浓度较原平衡小
向右即压强减小方向
总压强比原平衡大
向左即温度降低的方向
平衡温度比旧平衡高
减弱这种改变
不能抵消这种改变
解读：勒夏特列原理
1、原理仅适用于已经达到平衡的反应体系
2、原理只适用于判断“改变一个条件”时平衡移动的方向
若同时改变多个影响平衡移动的几个条件，则不能简单的依据该原理来判断平衡移动的方向，只有在改变条件时对平衡移动的影响方向一致时，才能根据该原理进行判断。
不可逆过程或者未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。
此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡（如电离平衡等）都适用。
解读：勒夏特列原理
3、原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。
例如，平衡体系的压强为P，若其他条件不变，
将体系的压强增大到2P，平衡将向气体体积减小的方向移动，
达到新平衡的体系，压强介于P—2P之间。
4、应用原理时应弄清是否真的改变了影响化学平衡的条件。
如：对于aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，当a+b=c+d时，即使改变压强，化学平衡也不移动。
例如，改变平衡体系中固体或纯液体的量，对于有气体存在的化学平衡体系，在定容、定温条件下充入惰性气体等未改变影响化学平衡的条件。
还要弄清可逆反应是否存在能否减弱某项条件改变的反应方向。
化学平衡的移动
原因
改变条件使v正 ≠ v逆
方向
v正 >v逆 Qv正 K逆反应方向移动
影响化学平衡的因素
浓度
压强
温度
勒夏特列原理
c反↗，正向；c反↘，逆向
c生↗，逆向；c生↘，正向
p↗，向气体体积减小的方向移动
p↘，向气体体积增大的方向移动
升吸降放
1.压强的变化不会使下列反应的平衡发生移动的是( )
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
A E
固态或液态物质的体积受压强影响很小，可以忽略不计。
当平衡混合物中都是固态或液态物质时，改变压强后化学平衡一般不发生移动。
2.恒温下, 反应aX(g) bY(g)＋cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是（ ）
A、 a＞b＋c
B、 a＜b＋c
C、 a＝b＋c
D、 a＝b＝c
A
3.在N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g)密闭反应体系中，充入He气体：
⑴容积不变时，反应物质浓度—————，反应速率————，化学平衡——————；
⑵气体压强不变时，气体物质的浓度———，化学平衡向—————方向移动
不变
不变
不移动
减小
增体
压强变化若没有引起浓度的变化，
化学反应速率————，化学平衡____________。
不变
不移动
注意点：
4.一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：
m A (g) + n B (g) p C (g)
达到平衡后，温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时，C的浓度为原来的1.8倍，则下列说法正确的是（ ）
A、m + n > p
B、A 的转化率降低
C、平衡向正反应方向移动
D、C的体积分数增加
B
5.在容积一定的密闭容器中，反应：A(？)＋B(g) C(g)＋D(g)达到平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，则下列说法正确的是(　　)
A．正反应是放热反应
B．A不是气态物质，加入A该平衡向正反应方向移动
C．其他条件不变，降低温度该平衡向逆反应方向移动
D．改变压强对该平衡的移动无影响
C
6.一定条件下，反应4NH3(g)+5O2 (g)　 4NO(g)+6H2O(g)在一容器中达平衡状态，压强为P0，其它条件不变，将容器体积缩小为原来的一半，达平衡时压强为P1，则P0、P1、2P0的关系为____________
P1
P0
2P0
<
<

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