12.化學平衡移動-2022-2023學年高三化學人教版

一、濃度對化學平衡的影響1.濃度對化學平衡的影響的實驗探究（一）實驗：四支標有的試管，加入溶液和溶液，溶液呈紅色；體系中存在下列平衡：向試管中加入4滴飽和溶液、試管中加入4滴溶液，發(fā)現(xiàn)兩支試管中的溶液的紅色均加深。向試管中加入少量鐵粉，發(fā)現(xiàn)試管中的溶液的紅色變淺。實驗表明：改變反應(yīng)物的濃度，化學平衡發(fā)生了移動。2.濃度對化學平衡的影響的實驗探究（二）實驗：在溶液中存在如下平衡：取三支分別標有的試管，各加入溶液，先向試管中滴加滴溶液，發(fā)現(xiàn)溶液由橙色變?yōu)辄S色；向試管中滴加滴溶液，發(fā)現(xiàn)溶液的橙色加深。實驗表明：改變生成物的濃度，化學平衡發(fā)生了移動。3.從平衡常數(shù)和濃度商的角度分析以實驗一為例，計算改變反應(yīng)物的濃度時，體系的濃度商與平衡常數(shù)的關(guān)系。平衡時，體系中各離子的平衡濃度分別為，該溫度時的平衡常數(shù)，向溶液中滴加幾滴溶液時，認為此時溶液總體積不變。則有，ⅰ.滴加幾滴飽和溶液或幾滴溶液的瞬間，的濃度瞬間增大至原來的倍()，其他離子的濃度不變，則：或此時的，所以平衡正向移動。ⅱ.向體系中加入少量粉時，會消耗體系中的，使?jié)舛人查g變?yōu)樵瓉淼谋?)，其他離子的濃度不變，則：此時的，所以平衡逆向移動。以實驗二為例，計算改變生成物物的濃度時，體系的濃度商與平衡常數(shù)的關(guān)系。平衡時，體系中各離子的平衡濃度分別為，該溫度時的平衡常數(shù)，向溶液中滴加幾滴溶液時，認為此時溶液總體積不變。則有：①滴加幾滴溶液的瞬間，消耗體系中的，使?jié)舛人查g變?yōu)樵瓉淼谋?)，其他離子的濃度不變，則：此時的，所以平衡正向移動。②滴加幾滴溶液的瞬間，體系中的濃度的瞬間增大到原來的倍()，其他離子的濃度不變，則：此時的，所以平衡逆向移動。

4.從正、逆反應(yīng)速率的角度分析對于反應(yīng)，假設(shè)其為基元反應(yīng)，則有、。滴加幾滴飽和溶液或幾滴溶液的瞬間，的濃度瞬間增大，其他離子的濃度不變，使，平衡正向移動；加入少量粉時，會消耗體系中的，使?jié)舛人查g變小，其他離子的濃度不變，使，平衡逆向移動。對于反應(yīng)，假設(shè)其為基元反應(yīng)，則有、。滴加幾滴溶液的瞬間，消耗體系中的，使?jié)舛人查g減少，其他離子的濃度不變，使，平衡正向移動；滴加幾滴溶液的瞬間，使體系中的濃度的瞬間增大，其他離子的濃度不變，使，平衡逆向移動。5.濃度對化學平衡的影響結(jié)論通過上述實驗，我們可以得到以下結(jié)論：增加反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動；增加生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動。

二、壓強對化學平衡的影響1.壓強對化學平衡的影響的實驗探究實驗：壓強對自聚反應(yīng)的影響，氣體易形成二聚體，在體系內(nèi)存在以下平衡：在一定溫度下，注射器中含有體積為的氣體，用橡皮帽堵住注射器的針孔，迅速推入注射器的活塞至氣體的體積為，觀察注射器內(nèi)氣體的顏色變化：顏色瞬間加深、然后稍稍變淺。在一定溫度下，對含有體積為的氣體注射器，用橡皮帽堵住注射器的針孔，迅速拉出注射器的活塞至氣體的體積為，觀察注射器內(nèi)氣體顏色變化：顏色瞬間變淺、然后稍稍變深。實驗表明：對于有氣體參與的可逆反應(yīng)，通過改變體積來改變壓強，平衡發(fā)生了移動。2.從濃度平衡常數(shù)和濃度商的角度分析對于氣相的可逆反應(yīng)，體積變化引起的壓強變化，我們一般將壓強的變化歸到濃度的變化上。在反應(yīng)中，達到平衡時物質(zhì)的濃度分別為，該溫度下的平衡常數(shù)為，減小體積為原來的一半，則各物質(zhì)的濃度瞬間變?yōu)樵瓉淼亩叮灶伾查g變深，此時的濃度商為：此時，，平衡正向移動，此時二氧化氮的濃度，所以體系的顏色會再稍稍變淺但還是比初始顏色深。在反應(yīng)中，達到平衡時物質(zhì)的濃度分別為，該溫度下的平衡常數(shù)為，當體積擴大到原來的二倍時，各物質(zhì)的濃度瞬間變?yōu)樵瓉淼囊话?，所以顏色瞬間變淺，此時的濃度商為：此時，，平衡逆向移動，此時二氧化氮的濃度，所以體系的顏色會再稍稍變深但還是比初始顏色淺。3.從壓強平衡常數(shù)和濃度商的角度分析在反應(yīng)中，達到平衡時物質(zhì)的分壓分別為，該溫度下的壓強平衡常數(shù)為，減小體積為原來的一半，則各物質(zhì)的分壓瞬間變?yōu)樵瓉淼亩?，所以顏色瞬間變深，此時的濃度商為：此時，，平衡正向移動，此時二氧化氮的分壓，所以體系的顏色會再稍稍變淺但還是比初始顏色深。在反應(yīng)中，達到平衡時物質(zhì)的分壓分別為，該溫度下的壓強平衡常數(shù)為，當體積擴大到原來的二倍時，各物質(zhì)的分壓瞬間變?yōu)樵瓉淼囊话?，所以顏色瞬間變淺，此時的濃度商為：此時，，平衡逆向移動，此時二氧化氮的分壓，所以體系的顏色會再稍稍變深但還是比初始顏色淺。4.從正、逆反應(yīng)速率的角度分析對于反應(yīng)，達到平衡時物質(zhì)的濃度分別為，假設(shè)其為基元反應(yīng)，則有、。減小體積為原來的一半，則各物質(zhì)的濃度瞬間變?yōu)樵瓉淼亩?，使，平衡正向移動；對于反?yīng)，達到平衡時物質(zhì)的濃度分別為，假設(shè)其為基元反應(yīng)，則有、。當體積擴大到原來的二倍時，各物質(zhì)的濃度瞬間變?yōu)樵瓉淼囊话?，使，平衡逆向移動?.壓強對化學平衡的影響結(jié)論通過上述實驗及理論分析，對有氣體參與的反應(yīng)，我們可以得到以下結(jié)論：減小體積的增大壓強，平衡向氣體分子總數(shù)減小的方向移動；增大體積的減小壓強，平衡向氣體分子總數(shù)增大的方向移動。注意：對于反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)相等的反應(yīng)，如，縮小體積的增大壓強，反應(yīng)速率同等程度的加快，，可以縮短反應(yīng)達到平衡的時間，但平衡不移動；擴大體積的減小壓強，反應(yīng)速率同等程度的減慢，，可以延長反應(yīng)達到平衡的時間，但平衡不移動。

三、溫度對化學平衡的影響1.溫度對化學平衡的影響的實驗探究實驗：壓強對自聚反應(yīng)的影響，氣體易形成二聚體，在體系內(nèi)存在以下平衡：如下圖所示，取三個充滿氣體的圓底燒瓶，將其中兩個用導管連接起來組成“平衡球”分別放入盛有熱水和冰水的燒杯中，另一個燒瓶作為對照組。觀察現(xiàn)象：一段時間后，浸入在熱水中燒瓶的氣體顏色較室溫下顏色變深，浸入在冰水中燒瓶的氣體顏色較室溫下顏色變淺。實驗結(jié)論：溫度改變，平衡會發(fā)生移動。2.從平衡常數(shù)和濃度商的角度分析對于確定方程式的化學反應(yīng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，有以下的關(guān)系式：平衡在反應(yīng)中，，呈負相關(guān)，就可以得出該反應(yīng)在室溫、冰水和熱水時的平衡常數(shù)大小關(guān)系為：。所以，將室溫下的氣體燒瓶浸入到熱水的瞬間：，所以平衡逆向移動，增大，氣體紅棕色加深。將室溫下的氣體燒瓶浸入到冰水的瞬間：，所以平衡正向移動，減小，氣體紅棕色變淺。3.從正、逆反應(yīng)速率的角度分析對于反應(yīng)達到平衡時物質(zhì)的濃度分別為，假設(shè)其為基元反應(yīng)，則有、。對于速率常數(shù)，較大的過程受溫度的影響較大，即：溫度升高時，較大的過程，增大的較多；溫度降低時，較大的過程，減少的較多。此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以，所以，升溫時，，，平衡逆向移動；降溫時，，，平衡正向移動。4.溫度對化學平衡的影響結(jié)論通過上述實驗及理論分析，我們可以得到以下結(jié)論：對于放熱反應(yīng)，升溫，平衡向逆向移動；降溫，平衡正向移動。對于吸熱反應(yīng)，升溫，平衡向正向移動；降溫，平衡逆向移動。

四、催化劑對化學平衡的影響催化劑能夠同等程度的改變正、逆反應(yīng)的活化能，根據(jù)速率常數(shù)計算式，我們可知，加入催化劑是同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率，，平衡不移動。雖然平衡未發(fā)生移動，但是在反應(yīng)未達到平衡前加入催化劑可以縮短反應(yīng)達到平衡的時間。

五、勒夏特列原理1.勒夏特列原理對于以上我們討論的濃度、壓強、溫度和催化劑等單一因素對平衡移動的影響，有一條經(jīng)驗規(guī)律可以直接判斷出結(jié)果，即勒夏列原理。如果改變影響平衡的一個因素（如溫度、壓強及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動，這就是勒夏特列原理，也稱化學平衡移動原理。2.原理理解對于化學平衡移動原理，我們主要關(guān)注的是“減弱”二字，平衡移動的方向是“減弱”這種影響而不能“消除”這種影響。①增大反應(yīng)物濃度時，平衡正向移動（消耗反應(yīng)物）；新平衡的反應(yīng)物濃度較原平衡依然增大。②增大生成物濃度時，平衡逆向移動（消耗生成物）；新平衡的生成物濃度較原平衡依然增大。③減少反應(yīng)物濃度時，平衡逆向移動（生成反應(yīng)物）；新平衡的反應(yīng)物濃度較原平衡依然減少。④減少生成物濃度時，平衡正向移動（生成生成物）；新平衡的生成物濃度較原平衡依然減少。⑤減小體積的增大壓強，平衡向生成氣體分子總數(shù)小的方向移動（降低壓強）；新平衡體系的壓強較原平衡依然增大。⑥增大體積的減小壓強，平衡向生成氣體分子總數(shù)大的方向移動（增大壓強）；新平衡體系的壓強較原平衡依然降低。⑦體系溫度升高時，平衡向吸熱方向移動（吸收能量）；新平衡體系的溫度較原平衡依然升高。⑧體系溫度降低時，平衡向放熱方向移動（放出能量）；新平衡體系的溫度較原平衡依然降低。⑨加催化劑，平衡不移動。3.注意事項①勒夏特列原理只是一條經(jīng)驗原理，是有一定的局限性的。利用勒夏特列原理判斷平衡移動的方向是有可能得出錯誤的結(jié)論的，因此我們主要利用濃度商和平衡常數(shù)的相對大小或和的相對大小來判斷平衡移動的方向。②特例一：通過該例題我們可以看出勒夏特列原理只適用于單一因素的改變，當多個因素改變時，無法通過勒夏特列原理直接判斷，只能通過濃度商和平衡常數(shù)進行大小比較?！纠繙囟葹闀r，在體積可變的恒壓密閉容器中，合成氨反應(yīng)達到平衡，體系中各物質(zhì)的濃度分別為，容器的體積為，此時向容器內(nèi)通入體積為的，判斷平衡如何移動？（已知在該溫度下氣體的摩爾體積為）解：恒壓、恒溫條件下，通入一定量的時，體積變大，導致，根據(jù)勒夏特列原理無法直接判斷，所以我們只能通過濃度商和平衡常數(shù)的相對大小來判斷。對于反應(yīng)：溫度為T時，平衡常數(shù)恒壓下通入的時，濃度商比較的大小，只需要比較與1的大小關(guān)系：若，平衡逆向移動，此時若，平衡不移動，此時若，平衡正向移動，此時③特例二：結(jié)論：通過該例題我們可以看出勒夏特列原理對反應(yīng)前后只有一個氣體參與的反應(yīng)，無法準確判斷氣體濃度的變化情況，當改變氣體的濃度時，平衡移動的方向是“消除”了這種影響。【例】一定溫度下，某體積為的恒容密閉體系中存在平衡：，此時的濃度為，若向容器中再充入一定量的