一、化學(xué)平衡的移動
1．含義：在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后，如果改變反應(yīng)條件，平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系的物質(zhì)組成也會隨著改變，直至達到新的平衡狀態(tài)的過程。
2．實質(zhì)：改變條件后
(1)v正≠v逆。
(2)各組分的百分含量發(fā)生改變。
3．圖示
如圖是恒溫下某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)時間變化的示意圖。下列敘述與示意圖不相符合的是( )
A．反應(yīng)達平衡時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等
B．該反應(yīng)達到平衡態(tài)Ⅰ后，增大反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)Ⅱ
C．該反應(yīng)達到平衡態(tài)Ⅰ后，減小反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)Ⅱ
D．同一種反應(yīng)物在平衡態(tài)Ⅰ和平衡態(tài)Ⅱ時濃度不相等
C [C項，達到平衡態(tài)Ⅰ后，減小反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率在那一瞬間不變，圖像應(yīng)為
]
二、影響化學(xué)平衡的因素
1．濃度對化學(xué)平衡的影響
在其他條件不變時
(1)增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。
(2)減小生成物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。
(3)增大生成物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。
(4)減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。
2．壓強對化學(xué)平衡的影響
在其他條件不變時增大壓強，化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動，減小壓強，化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動。反應(yīng)后氣體的總體積沒有變化的可逆反應(yīng)，增大或減小壓強都不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動。
微點撥：壓強改變只影響有氣體參加或生成且總體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng)，對于只涉及固體或純液體的反應(yīng)，壓強的影響不予考慮。
3．溫度對化學(xué)平衡的影響
在其他條件不變時，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，降低溫度會使化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動。
4．催化劑
使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)相同，化學(xué)平衡不移動。其圖像如下：
催化劑對化學(xué)平衡有沒有影響？工業(yè)生產(chǎn)往往使用催化劑，其目的是什么？
[提示] 催化劑能夠同等程度改變正、逆反應(yīng)的速率，所以使用催化劑不能使平衡發(fā)生移動，但是可以改變達到平衡所需要的時間。工業(yè)生產(chǎn)往往使用催化劑，其目的是加快化學(xué)反應(yīng)的速率，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。
5．勒夏特列原理
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。
微點撥：平衡移動的結(jié)果是“減弱”外界條件的影響，而不是“消除”外界條件的影響，更不是“扭轉(zhuǎn)”外界條件的影響。
反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，在一容積可變的密閉容器中進行，試回答：
(1)增加Fe的量，其正反應(yīng)速率________(填“增大”“不變”或“減小”，下同)，平衡________移動(填“不”“向正反應(yīng)方向”或“向逆反應(yīng)方向”，下同)。
(2)將容器的體積縮小一半，其正反應(yīng)速率__________，平衡________移動。
(3)保持體積不變，充入N2使體系壓強增大，其正反應(yīng)速率________，平衡________移動。
(4)保持體積不變，充入水蒸氣，其正反應(yīng)速率________，平衡______________移動。
[解析] 增加Fe的量，其正反應(yīng)速率不變，平衡不移動；將容器的體積縮小一半，壓強增大，其正反應(yīng)速率增大，但反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動；保持體積不變，充入N2使體系壓強增大，但容器中原氣體的濃度不變，正反應(yīng)速率不變，平衡不移動；保持體積不變，充入水蒸氣，反應(yīng)物的濃度增大，其正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動。
[答案] (1)不變 不 (2)增大 不 (3)不變 不 (4)增大 向正反應(yīng)方向
生命過程與化學(xué)平衡移動密切相關(guān)。例如，在人體利用氧氣的過程中，血紅蛋白與氧氣的結(jié)合過程中，就涉及化學(xué)平衡的移動。人體中的血紅蛋白分子(Hb)與氧氣結(jié)合，形成氧合血紅蛋白分子——Hb(O2)，這一過程可以表示為Hb＋O2Hb(O2)。煤氣中的CO也能與血紅蛋白分子結(jié)合，即：Hb＋COHb(CO)。一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合的能力比氧氣分子強。
血紅蛋白分子示意圖
[問題1] 閱讀材料并解釋為什么空氣中一氧化碳濃度增大時會發(fā)生一氧化碳中毒？
[提示] 空氣中一氧化碳濃度增大，更多的Hb(CO)取代Hb(O2)，造成人體缺氧，導(dǎo)致一氧化碳中毒。
[問題2] 思考并討論如何利用平衡移動原理設(shè)計合理的方法救治一氧化碳中毒的病人？簡述你的理由。
[提示] 如果有人一氧化碳中毒，應(yīng)立即切斷一氧化碳來源并將中毒者移至空氣流通處，必要時可以將其放到高壓氧艙中，增大氧氣濃度。
利用圖像認(rèn)識影響化學(xué)平衡的因素
1．從v-t圖像認(rèn)識濃度對平衡的影響
2．從v-t圖像認(rèn)識壓強對化學(xué)平衡的影響
特別提醒：“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響
(1)恒溫恒容條件
原平衡體系eq \(――――――→,\s\up8(充入惰性氣體))體系總壓強增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動。
(2)恒溫恒壓條件
原平衡體系eq \(――――――→,\s\up8(充入惰性氣體))容器容積增大，各反應(yīng)氣體的分壓減小―→體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效于減壓)
3．從v-t圖像認(rèn)識溫度對化學(xué)平衡的影響
4．判斷化學(xué)平衡移動方向的思維流程
1．對于下列化學(xué)平衡在一定條件下發(fā)生移動的描述，不正確的是( )
A．Cl2＋H2OHCl＋HClO，氯水中加入碳酸鈣，漂白性增強
B．ZnS＋Cu2＋CuS＋Zn2＋，閃鋅礦(ZnS)遇CuSO4溶液轉(zhuǎn)化為銅藍(CuS)
C．2NO2N2O4 ΔH＜0，將裝有NO2的玻璃球浸入熱水中，紅棕色變淺
D．Cr2Oeq \\al(2－,7)(橙色)＋H2O2CrOeq \\al(2－,4)(黃色)＋2H＋，K2Cr2O7溶液中滴加幾滴濃硫酸，橙色加深
C [氯水中加入碳酸鈣，HCl與碳酸鈣反應(yīng)，平衡正向移動，則HClO濃度增大，漂白性增強，A正確；閃鋅礦(ZnS)遇CuSO4溶液轉(zhuǎn)化為銅藍(CuS)，反應(yīng)正向移動，B正確；升高溫度，平衡逆向移動，則紅棕色變深，C錯誤；增大氫離子濃度，平衡逆向移動，則橙色加深，D正確。]
2．一定溫度下，反應(yīng)C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在密閉容器中進行，一段時間后達到平衡，下列措施不能使平衡發(fā)生移動的是( )
①增加C的物質(zhì)的量 ②保持容器容積不變，充入N2使體系壓強增大 ③將容器的容積縮小一半 ④保持壓強不變，充入N2使容器容積變大
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
A [①C是固體，其濃度為常數(shù)，改變它的物質(zhì)的量平衡不移動；②保持容器容積不變，充入N2，由于c(H2O)、c(CO)、c(H2)都不變，所以平衡不移動；③該反應(yīng)為氣體體積不相等的反應(yīng)，縮小容器容積，壓強增大，平衡左移；④保持壓強不變，充入N2，容器容積擴大，平衡右移。]
1．對處于化學(xué)平衡的體系，由化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系可知( )
A．化學(xué)反應(yīng)速率變化時，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動
B．化學(xué)平衡發(fā)生移動時，化學(xué)反應(yīng)速率一定變化
C．正反應(yīng)進行的程度大，正反應(yīng)速率一定大
D．改變壓強，化學(xué)反應(yīng)速率一定改變，平衡一定移動
B [A項，如果正、逆速率改變幅度一樣大，則平衡不移動，A錯；B項，化學(xué)平衡發(fā)生移動，則速率一定改變，B對；C項，反應(yīng)進行的程度與速率無關(guān)，C錯；D項，改變壓強，化學(xué)反應(yīng)速率不一定改變(如固液反應(yīng)或容器體積不變的反應(yīng)體系中充入“惰性”氣體)，平衡也不一定移動。]
2．在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡：2CrOeq \\al(2－,4)(黃色)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)(橙色)＋H2O中，溶液顏色介于黃色和橙色之間，今欲使溶液顏色橙色變淺，可以在溶液中加入( )
①H＋ ②OH－ ③K＋ ④H2O
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
B [平衡向右移動，顏色變深，而向左移動，顏色變淺。加入OH－，中和H＋，c(H＋)減小，平衡左移，顏色變淺；而加入水，溶液體積增大，濃度減小，顏色變淺。而c(K＋)的變化，不影響平衡移動。]
3．(2021·江蘇部分中學(xué)高二月考)在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)cC(g)。平衡時測得C的濃度為0.60 ml/L，保持溫度不變，將容器的容積縮小到原來的一半，再達平衡時，測得C的濃度增大為1.00 ml/L。下列有關(guān)判斷正確的是( )
A．平衡向正反應(yīng)方向移動
B．a(chǎn)＋b＞c
C．A的轉(zhuǎn)化率降低
D．B的體積分?jǐn)?shù)下降
C [平衡時測得C的濃度為0.60 ml/L，保持溫度不變，將容器的容積縮小到原來的一半，若平衡不移動，C的濃度變?yōu)?.2 ml/L，而再達平衡時，測得C的濃度增大為1.00 ml/L，可知體積減小、壓強增大，平衡逆向移動，使C的濃度由1.2 ml/L減小為1.0 ml/L，平衡逆向移動，A錯誤；壓強增大，平衡逆向移動，可知a＋b＜c，B錯誤；A的轉(zhuǎn)化率降低，C正確；B的體積分?jǐn)?shù)增大，D錯誤。]
4．反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g) ΔH＜0達平衡后，將反應(yīng)體系的溫度降低，下列敘述中正確的是( )
A．正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動
B．正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動
C．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小，平衡向正反應(yīng)方向移動
D．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動
C [降低溫度，v正、v逆均減小，平衡向放熱反應(yīng)方向移動，即平衡正向移動。]
5．對于①N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH0
其中v-t圖像為
(1)反應(yīng)①
t1時刻改變的條件為___________________________________；
t2時刻改變的條件為__________________________________。
(2)反應(yīng)②
t1時刻改變的條件為___________________________________；
t2時刻改變的條件為_________________________________。
[解析] t1時刻反應(yīng)速率增大，說明是升溫或增大壓強，而t2時刻反應(yīng)速率又減小，說明是降溫或減小壓強。再結(jié)合①為反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)；②為反應(yīng)前后氣體體積增大的吸熱反應(yīng)作答。
[答案] (1)增大壓強 降低溫度 (2)升高溫度 減小壓強
學(xué) 習(xí) 任 務(wù)
1．通過實驗探究，了解溫度、濃度、壓強和催化劑對化學(xué)平衡狀態(tài)的影響。
2．學(xué)會用圖示的方法表示在可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率隨外界條件的變化，并分析平衡移動的方向。
探究外界因素對化學(xué)平衡的影響
化學(xué)平衡
aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D為非固體)
體系濃度變化
增大反應(yīng)物濃度
增大生成物濃度
減小生成物濃度
減小反應(yīng)物濃度
速率變化
v正瞬間增大，v逆瞬間不變，v′正>v′逆
v逆瞬間增大，v正瞬間不變，v′逆>v′正
v逆瞬間減小，v正瞬間不變，v′正>v′逆
v正瞬間減小，v逆瞬間不變，v′逆>v′正
平衡移動方向
正向移動
逆向移動
正向移動
逆向移動
v-t
圖像
規(guī)律
在其他條件不變的情況下，增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，都可以使平衡向正反應(yīng)方向移動；增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度，都可以使平衡向逆反應(yīng)方向移動
化學(xué)平衡
aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)
計量關(guān)系
a＋b>c＋d
a＋bv′逆
v正、v逆同時減小，v′逆>v′正
v正、v逆同時增大，v′逆>v′正
v正、v逆同時減小，v′正>v′逆
平衡移動方向
正向移動
逆向移動
逆向移動
正向移動
v-t圖像
規(guī)律
在其他條件不變的情況下，增大壓強，平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動；減小壓強，平衡向氣體物質(zhì)的量增大的方向移動
化學(xué)平衡
aA＋bBcC＋dD ΔH>0
溫度改變
升溫
降溫
速率變化
v正、v逆同時增大，且v′正>v′逆
v正、v逆同時減小，且v′逆>v′正
移動方向
正向移動
逆向移動
v-t圖像
規(guī)律
在其他條件不變的情況下，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)的方向移動

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第二節(jié) 化學(xué)平衡

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