化学平衡的移动化学反应进行的方向

化学平衡的移动化学反应

进行的方向

This manuscript was revised on November 28, 2020

【重点内容】

化学平衡的移动，化学反应进行的方向。

2【内容讲解】

一、化学平衡的移动

1、含义：可逆反应达到平衡状态后，反应条件（如浓度、压强、温度）改变，使正和逆不再相等，原平衡被破坏；一段时间后，在新的条件下，正、逆反应速率又重新相等，即V正'=V逆'，此时达到了新的平衡状态，称为化学平衡的移动。应注意：v正'≠v正，v逆'≠v逆。

2、影响因素：

（1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。在下列反应速率（v）对时间（t）的关系图象中，在t1时刻发生下述相应条件的变化，则正、逆反应速率的改变情况如图所示：

①增大反应物浓度；②减小生成物浓度；③增大生成物浓度；④减小反应物浓度注：①由于纯固体或纯液体的浓度为常数，所以改变纯固体或纯液体的量，不影响化学反应速率，因此平衡不发生移动。

②增大（或减小）一种反应物A的浓度，可以使另一种反应物B的转化率增大（或减小），而反应物A的转化率减小（或增大）。

（2）压强：其它条件不变时，对于有气体参加的可逆反应，且反应前后气体分子数即气体体积数不相等，则当缩小体积以增大平衡混合物的压强时，平衡向气体体积数减小的方向移动；反之当增大体积来减小平衡混合物的压强时，平衡向气体体积数增大的方向移动；若反应前后气体分子数即气体体积数相等的可逆反应，达到平衡后改变压强，则平衡不移动。

对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在下列v－t图中，在t1时刻发生下述相应

条件的变化，则正、逆反应速率的改变情况如图所示：

① m +n ＞ p +q，增大压强；② m +n ＞ p +q，减小压强；

③ m +n ＜ p +q，增大压强；④ m +n ＜ p +q，减小压强；

⑤ m +n ＝ p +q，增大压强；⑥ m +n ＝ p +q，减小压强。

（3）温度：其它条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应（△H＞0）方向移动；降低温度，平衡向放热反应（△H＜0）方向移动。在下列v－t图中，在t1时刻发生下述相应条件的变化，则正、逆反应速率的改变情况如图所示：

①正反应△H＞0，升高温度；②正反应△H＞0，降低温度；

③正反应△H＜0，升高温度；④正反应△H＜0，降低温度。

（4）催化剂：对于可逆反应，催化剂同等程度地改变正、逆反应速率，所以化学平衡不移动。

在下列－图中，在t1时刻加入了催化剂，则正、逆反应速率的改变情况如图所示：

3、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）如果改变影响平衡的条件之一（如浓度、压强、温度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

注：①影响平衡移动的因素只有浓度、压强或温度；

②原理的研究对象是已达平衡的体系（在解决问题时一定要特别注意这一点），原理的适用范围是只有一项条件发生变化的情况（温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；

③平衡移动的结果只能减弱（但不可能抵消）外界条件的变化；

④当反应条件改变时，化学平衡不一定发生移动。例如：改变压强，对反应前后气体体积数相等的反应无影响（此时浓度也改变，同等程度增大或减小）。因此，在浓度、压强、温度三个条件中，只有温度改变，化学平衡一定发生移动。

二、化学反应进行方向的判据：

1、焓判据：在一定条件下，对于化学反应，⊿H＜０即放热反应，有利于反应自发进行。

2、熵判据：在一定条件下，自发过程的反应趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这个原理叫“熵增原理”。

综合判据：

△H ＜0 △S＞0 一定自发△H ＞0 △S＜0 一定自发

△H ＞0 △S＞0 不一定（高温自发）△H ＜0 △S＜0 不一定（低温自发）说明：(1)判断某一反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变与熵变；

(2)在讨论反应方向问题时，是指一定温度、压强下，没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用（如：通电、光照），就可能出现相反的结果；

(3)反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和反应发生的速率。即反应的自发性只提供反应发生的可能性（趋势），而不提供有关反应是否能现实发生的信息。

【经典例题】

1.可逆反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) △H＜0，在一定条件下达到平

衡，改变下列条件：（1）投入焦炭粉末（2）增加CO （3）降温（4）加压（5）使用催化剂正、逆反应速率各怎样变化化学平衡怎样移动【分析与解答】：改变反应条件，正、逆反应的速率变化是一致的，只是变化程度大小不同而引起平衡的移动。浓度对固体物质无意义，催化剂同等程度地改变正、逆

2、在某容器中，可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)已建立化学平衡，容器

中的压强是100kPa。在恒温下使容器体积比原来扩大1倍，重新达到平衡时，容器中的压强是

A.小于200kPa

B.大于200kPa

C.等于200kPa

D.等于400kPa

【分析与解答】：扩大容器体积，必然减小气态物质的浓度，而使压强减小，平衡向着体积增大的方向移动。答案是B。

3、将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应：H2(g)+Br2(g)

2HBr(g) △H＜0 平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是（）

A．a＞b B．a=b C．a＜b D．无法确定分析：正反应为放热反应，前者恒温，后者相对前者，温度升高。使平衡向左移动，从而使Br2的转化率降低。所以b＜a。答案：A

4、碘钨灯比白炽灯使用寿命长。灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上

的钨可以发生反应。下列说法正确的是（）

A．灯管工作时，扩散到灯丝附近高温区的WI2(g)会分解出W，W重新沉积到灯丝上

B．灯丝附近温度越高，WI2(g)的转化率越低

C．该反应的平衡常数表达式是

D．利用该反应原理可以提纯钨

【分析与解答】：该反应的正反应为放热反应，温度升高，化学平衡向左移动，选项A正确。灯丝附近温度越高，WI2的转化率越高，选项B错误。平衡常数应为生成

物浓度除以反应物浓度：，选项C错误。利用该反应，可往钨矿石中加入I2

单质，使其反应生成WI2富集，再通过高温加热WI2生成钨，从而提纯W，选项D正确。答案：AD

5、黄铁矿（主要成分为FeS2）是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO2和Fe3O4。1）将 mol SO2(g)和 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，反应：

在一定条件下达到平衡，测得计算该条件下反应

的平衡常数K和SO2的平衡转化率（写出计算过程）。（2）已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有_________（填字母）

A、升高温度

B、降低温度

C、增大压强

D、减小压强

E、加入催化剂

F、移出氧气

【分析与解答】：考查学生对可逆反应、化学平衡、化学平衡常数和影响化学平衡的外界条件的了解；考查学生计算平衡常数和平衡转化率的能力以及学生对化学平衡知识的综合应用及知识迁移能力。

（2）由于正反应为放热反应，故降低温度可使平衡向右移动，提高SO2的平衡转化率。加入催化剂只能缩短达到平衡的时间，不能使平衡发生移动，故不能改变反应物的平衡转化率。恒容条件下，增大压强，若充入O2，可使平衡向右移动，能提高SO2的平衡转化率；若充入SO2，可使平衡向右移动，但SO2的平衡转化率将下降；若充入SO3，将使平衡向左移动，使SO2的平衡转化率下降；若充入无关气体，并不影响反应物与生成物的浓度，故平衡不移动。因此，增大压强不一定会使SO2的平衡转化率增大。同理，减小压强也不一定会使SO2的平衡转化率增大。