内容正文:
第二章 化学反应速率与平衡
第二节 化学平衡
课时精讲08 影响化学平衡的因素
【目标导航】
1.了解化学平衡移动的概念和影响平衡移动的因素。
2.了解温度、浓度、压强等因素的改变对化学平衡移动的影响,并能够利用这些因素的影响正确判断化学平衡移动的方向。
3.掌握平衡移动原理及其应用。
【知识导图】
一、化学平衡的移动
1.化学平衡的移动: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改变,直到达到新的平衡状态。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。
化学平衡移动的过程:
2.化学平衡移动的方向:
(1)若外界条件改变,引起v正>v逆时,正反应占优势,化学平衡向正反应方向移动;
(2)若外界条件改变,引起v正<v逆时,逆反应占优势,化学平衡向逆反应方向移动;
(3)若外界条件改变,引起v正和v逆都发生变化,如果v正和v逆仍保持相等,化学平衡就没有发生)移动。
二、实验探究外界条件对化学平衡的影响
1.实验探究——浓度对化学平衡的影响
原理
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
浅黄色 无色 红色
步骤
现象
a试管中溶液呈红色,b试管溶液红色变浅,c试管中溶液红色变深。
解释
(1)加入少量铁粉,发生反应Fe+2Fe3+===3Fe2+,使Fe3+的浓度减小,化学平衡向逆反应方向移动,Fe(SCN)3的浓度减小,溶液红色变浅 。
(2)加入KSCN溶液,SCN-的浓度增大,化学平衡向正反应方向移动,Fe(SCN)3的浓度增大,溶液红色变深。
2.实验探究——压强对化学平衡的影响
原理
2NO2(g) (红棕色) N2O4(g) (无色)
操作
用50 mL注射器抽入20 mL NO2和N2O4混合气体,将细管端用橡胶塞封闭
将针筒活塞迅速推至10 mL处(压强增大)
将针筒活塞从10mL处迅速拉至 40 mL处(压强减小)
现象
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
解释
压缩体积使压强增大时,c(NO2)瞬间变大后又减小,平衡向左移动
增大体积使压强减小时,c(NO2)瞬间减小后又增大,平衡向右移动
3.实验探究——温度对化学平衡的影响
原理
2NO2(g) (红棕色) N2O4(g) (无色) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
步骤
现象
热水中混合气体颜色变深;冰水中混合气体颜色变浅。
结论
混合气体受热颜色变深,说明NO2浓度增大,即平衡向逆反应方向移动;
混合气体受冷颜色变浅_,说明NO2浓度减小,即平衡向正反应方向移动。
三、影响化学平衡移动的因素
若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度改变v正、v逆,平衡不移动
四、平衡移动原理(勒夏特列原理)
在封闭体系中,如果仅改变影响平衡体系的一个条件(如浓度、温度、压强),平衡就向着能够减弱这个改变的方向移动。
平衡移动原理理解
研究对象为处于平衡状态的可逆反应且只适用于改变影响平衡体系的一个条件;只可以判断平衡移动的方向;平衡移动的结果只能够“减弱”,而不能彻底抵消。
(1)平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化,如升高温度时,平衡向着吸热反应的方向移动;增大反应物浓度,平衡向反应物浓度减小的方向移动;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动等。
(2)这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化,更不会“超越”这种变化。如原平衡体系的压强为p,若其他条件不变,将体系压强增大到2p,平衡将向气体体积减小的方向移动,达到新平衡时体系的压强将介于p~2p之间。
五、“惰性”气体对化学平衡的影响
1.对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
①若体系内的压强保持恒定(容器体积是可变的),充入“惰性”气体,由于体系内压强恒定,体积增大,使c(N2)、c(H2)、c(NH3)减小,平衡向左移动(相当于减压)
②在恒温、恒容下,充入“惰性”气体时,平衡不发生移动。这种条件下充入“惰性”气体,虽然平衡体系内的总压强增大,但因容器的体积不变,c(N2)、c(H