第三讲 化学平衡的移动 化学反应进行的方向

Fe(SCN)3，K＋和Cl－不参加化学反应，KCl浓度增大不影 响化学平衡，B项错；③使用催化剂，反应速率加快，先达 到平衡，C项正确；④此反应为反应前后气体物质的量不变 的化学反应，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化 率，且由于不断加入B，A的转化率增大，D项错。
[答案] C
三、化学平衡常数的应用 1．利用K可以推测可逆反应进行的程度。 K的大小表示可逆反应进行的程度，K大说明反应进行 程度大，反应物的转化率大。K小说明反应进行的程度小， 反应物的转化率小。
A．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图象， 正反应 ΔH<0
B．②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学 反应速率随时间变化的图象
C．③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图象，a 是使用催化剂时的曲线
D．④是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加 入B时的图象，压强p1>p2
[解析] 根据图象①，升高温度，平衡正向移动，正反 应ΔH>0，A项错；②反应实质是Fe3＋＋3SCN－
起始浓度
甲乙丙
c(H2)/mol·L－1 c(CO2)/mol·L－1
0.010 Biblioteka Baidu.010 0.020 0.010 0.020 0.020
A.平衡时，乙中H2的转化率大于60% B．平衡时，甲中和丙中CO2的转化率均是60% C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，为0.012 mol·L－1 D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速 率最慢
提示 不一定提高，不能把平衡向正反应方向移动 与原料转化率的提高等同起来，当反应物总量不变时， 平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高；当增大一 种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使 其他的反应物的转化率提高。
思考 4 升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向 移动，此时放热反应方向的反应速率会减小吗？
提示 此说法不正确。有些吸热反应也可以自发进行， 如：N2O5分解：2N2O5g===4NO2g＋O2g ΔH＝＋56.7 kJ/mol。不能单纯用焓判据或熵判据判断某反应是否可自发 进行。
一、化学平衡移动原理的应用 1．内容 如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、压强和温度等)， 平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
其中包含： (1)原理的适用范围是只有一个条件变化的情况(温度或 压强或一种物质的浓度)，当多个条件同时发生变化时，情 况比较复杂。 (2)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，平衡向着吸热反应方向移动；增加反应 物，平衡向反应物减少的方向移动；增大压强，平衡向体积 减小的方向移动等。
应用上述规律分析问题时应注意 (1)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起 来，只有v(正)>v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。 (2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等 同起来，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反 应物转化率提高，当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反 应方向移动时，只会使其他的反应物的转化率提高，而本身 转化率降低。
(2)压强。 ①若 a＋b≠m 增大压强，平衡向___气_体__体__积__减__小____的方向移动； 减小压强，平衡向___气__体__体_积__增__大____的方向移动。 ②若 a＋b＝m 改变压强，平衡__不___移动。
(3)温度。 升高温度，平衡向_逆__反__应__方向移动；降低温度，平 衡向__正__反_应__方向移动。 (4)催化剂：使用催化剂，因其同等倍数地改变正、 逆反应速率，平衡不移动。
第七章 化学反应速率和化学平衡
第三讲 化学平衡的移动 化学反应进行的方向
考 纲 展 示: 1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学 平衡的影响，认识其一般规律。 2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域 中的重要作用。 3.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变之间 的关系。 4.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依 据，能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的 方向。
[答案] D
二、有关化学平衡的图象 对于反应mA(g)＋nB(g)
＋q且ΔH>0 1．v－t图象
pC(g)＋qD(g)，若m＋n>p
2．v－p(T)图象
3．c－t图象
4．c－p(T)图象
5．其他图象
特别提醒 解答图象题目的一般方法与思路： 1．看懂图象：一看面，即看清横坐标和纵坐标；二看 线，即看线的走向和变化趋势；三看点，即看线是否通过原 点，两条线的交点和线的拐点；四看要不要作辅助线，即看 是否需要作等温线和等压线；五看定量图象中有关量的多 少。 2．联想规律：即联想外界条件对化学反应速率和化学 平衡的影响规律，且熟练准确。
(2)特点 ①体系趋向于从_高__能__量__状态转变为_低__能__量___状态 (体系对外部___做_功__或__放__出_热量)。 ②在密闭条件下，体系有从__有_序___转变为_无__序___的 倾向性(无序体系更加稳定)。
2．化学反应方向的判据 (1)焓判据 放热过程中体系能量__降__低___，ΔH_＜____0，具有自 发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只 用焓变判断反应方向不全面。 (2)熵判据 ①熵：量度体系_混 __乱___程度的物理量，符号为_S____。
思考 2 某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，① 若化学反应速率改变，平衡一定发生移动吗？②若平衡发 生移动，化学反应速率一定改变吗？
提示 ①不一定，如使用催化剂或反应前后气体分子 数不变的反应增大压强速率发生变化，但平衡不移动。 ②一定，化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变， 使 v 正≠v 逆才发生移动的。
②熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值由大到 小的顺序为_S_(_g_)_＞__S_(l_)_＞__S_(s_)___。
③熵判据：体系的混乱度_增__大___，ΔS__＞____0，反应 有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行， 故只用熵变来判断反应方向也不全面。
(3)复合判据——自由能变化 ①符号：__Δ_G___，单位：k_J_/_m_o_l__。 ②公式：ΔG＝_Δ_H__－_T_Δ_S___。 ③应用：恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判 据，不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关，可推出下 列关系式：
2．借助平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化
学平衡状态。
对于可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在一定温
度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：
Q＝cccaCAccdbDB，
Q<＝KK
反应向正反应方向进行，v正＞v逆 反应处于化学平衡状态，v正＝v逆
>K 反应向逆反应方向进行，v正<v逆
2．过程
3．平衡移动方向与反应速率的关系 (1)v 正__>___v 逆，平衡向正反应方向移动。 (2)v 正_＝____v 逆，平衡不移动。 (3)v 正__<___v 逆，平衡向逆反应方向移动。
思考 1 化学平衡移动的实质是什么？
提示 外界条件影响了反应速率，使得 v 正≠v 逆， 平衡将发生移动。
(3)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，到新平衡时的体系压强将介于p～2p之间。
2．分析化学平衡移动的一般思路 改变条件 速率不变：如容积不变时充入惰性气体 速率改变程[程[vv度度正正相不＝≠同同vv逆逆]]使气的浓压温用度体反强度催体应平化积改衡剂无变移或变压动对化强平衡不移动
若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的
是( )
A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变 B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加 快 C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转 化率 D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常 数不变
[解析] 本题主要考查外界条件对化学平衡的影响，同 时考查考生应用基础知识解决简单化学问题的能力。因反应 前后气体分子数不相等，达到平衡前容器内压强逐渐变小， A项错误；硫为纯液体，减少硫的量不影响化学反应速率， B项错误；升高温度，化学平衡逆向移动，SO2的转化率降 低，C项错误；只有温度的改变，会影响反应的平衡常数， 采用不同的催化剂，只会改变化学反应速率，对化学平衡无 影响，化学平衡常数不变，D项正确。
a．当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG_＜__0，反应一定自发进 行。
b．当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG_＞__0，反应不可自发进 行。
c．当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否能 自发进行与__温__度__有关。
思考5 放热反应ΔH＜0具有自发进行的倾向，吸热反应 一定没有自发进行的倾向，此说法是否正确？说明理由。
热 点 关 注: 1.外界条件对化学平衡的影响以及化学平衡移动中 相关量的变化分析。 2.以图象题综合考查化学反应速率与化学平衡移动 的关系。 3.结合工农业生产、环保等社会热点问题考查化学 平衡理论的应用。 4.利用焓变、熵变判断化学反应进行的方向。
一、化学平衡移动 1．概念 可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如 __温__度_、__压__强_、__浓__度___等)发生了变化，平衡混合物中各组 分 的 浓 度 也 会 随 之 _改__变__ ， 从 而 在 一 段 时 间 后 达 到 _新__的__平_衡__状__态___ 。这种由_原__平__衡_状__态_____向__新__平__衡_状__态____的变化过程， 叫做化学平衡的移动。
3．利用K可判断反应的热效应。 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
【典例3】 某温度下，H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋
CO(g)的平衡常数K＝
9 4
。该温度下向甲、乙、丙三个相同恒
容密闭容器投入H2(g)和CO2(g)，二者的起始浓度如表中所 示。下列说法错误的是( )
2．勒夏特列原理 (1)内容：如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、压 强或温度)，平衡将向着__能__够_减__弱__这_种__改__变___的方向移动。 (2)适用：①该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电 离平衡、水解平衡等动态平衡；②这种减弱并不能消除 外界条件的变化。
思考 3 改变条件，平衡向正反应方向移动，原料的 转化率一定提高吗？
3．“惰性气体”对化学平衡的影响 (1)恒温、恒容条件： 原平衡体系 充入―惰―性→气体体系总压强增大，但各反应气 体的分压不变―→体系中各反应成分的浓度不变―→平衡不 移动。
【典例1】 (2012·安徽卷)一定条件下，通过下列反应
可实现燃煤烟气中硫的回收：
催化剂
SO2(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋S(l) ΔH<0
3．作出判断：依题意仔细分析作出正确判断。 可供使用的技巧有： (1)先拐先平：在转化率－时间曲线中，先出现拐点的曲 线先达到平衡(代表温度高、压强大)。 (2)定一议二：图象中有三个量时，先确定一个量不变， 再讨论另外两个量的关系。
【典例 2】 (2012·大理质检)下面是某化学研究小组探 究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图象，其中图 象和实验结论表达均正确的是( )
提示 不会。因为升高温度 v 吸和 v 放均增大，但二 者增大的程度不同，v 吸增大的程度大于 v 放增大的程度， 故 v 吸和 v 放不再相等，v 吸>v 放，原平衡被破坏，平衡向 吸热反应的方向移动，直至建立新的平衡。降温则相反。
三、化学反应进行的方向 1．自发过程 (1)含义 在一定条件下，不需要借助外力作用就能自发进行 的过程。
二、影响化学平衡的外界因素 1．外界条件对化学平衡的影响 在一定条件下，aA(g)＋bB(g) mC(g) ΔH＜0 达 到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对平衡 的影响如下：
(1)浓度。 ①增大 A(B)的浓度或减小 C 的浓度，平衡向_正__反__应__ 方向移动； ② 增 大 C 的 浓 度 或 减 小 A(B) 的 浓 度 ， 平 衡 向 __逆__反__应__方向移动。