七化学平衡挪动前后各物理量的变化分析 化学平衡是中学化学原理的重要内容，也是高考的热点和重化学平衡是中学化学原理的重要内容，也是高考的热点和重点内容。在化学平衡挪动的前后，有多个物理量发生变化，点内容。在化学平衡挪动的前后，有多个物理量发生变化，分析这些物理量的变化，不仅可以调查学生对化学反响速率、分析这些物理量的变化，不仅可以调查学生对化学反响速率、化学平衡内容及其影响要素的了解程度，还能将两者联络起化学平衡内容及其影响要素的了解程度，还能将两者联络起来，综合调查学生对该部分内容的综合了解、运用才干。高来，综合调查学生对该部分内容的综合了解、运用才干。高考常以选择题或非选择题的一部分的方式调查，也常结合图考常以选择题或非选择题的一部分的方式调查，也常结合图表，同时调查学生从图表中获取信息，运用数据得出结论的表，同时调查学生从图表中获取信息，运用数据得出结论的才干。才干。 化学平衡是有条件的平衡，当条件发生改动时，化学平衡形化学平衡是有条件的平衡，当条件发生改动时，化学平衡形状就会被破坏，在新的条件下建立起新的平衡。状就会被破坏，在新的条件下建立起新的平衡。 化学平衡挪动前后，某些物理量也随之变化。化学平衡挪动前后，某些物理量也随之变化。1.1.化学平衡挪化学平衡挪动动前后反响速率的前后反响速率的变变化化v(v(正正) )、v(v(逆逆) )的相的相对对大小关系决大小关系决议议了化学平衡的挪了化学平衡的挪动动与否。与否。该类该类标题标题的的调查调查本本质质上上还还是是调查调查外界要素外界要素对对反响速率的影响。反响速率的影响。(1)(1)假假设设知化学平衡知化学平衡图图像，像，经过图经过图像可以分析改像可以分析改动动某一个要素某一个要素后正逆反响速率的后正逆反响速率的变变化情况。化情况。如如对对于反响于反响N2O4(g) 2NO2(g) HN2O4(g) 2NO2(g) H+57 kJmol+57 kJmol1 1，在，在温度温度为为T1T1、T2T2时时，平衡体系中，平衡体系中NO2NO2的体的体积积分数随分数随压压强强变变化曲化曲线线如如图图1 1所示，那么所示，那么A A点与点与B B点的反响速率和点的反响速率和A A点与点与C C点的反响速率关系可以点的反响速率关系可以比比较较：由于：由于A A、C C温度一温度一样样，压压强强不同，不同，C C点的点的压压强强比比A A点的点的压压强强大，大， 那么那么C C的反响速率大的反响速率大, ,即即v(C)v(A)v(C)v(A)；由于；由于A A、B B的的压压强强一一样样，温温度不同，反响为吸热反响，度不同，反响为吸热反响，NO2NO2的含量越高，阐明温度越高，的含量越高，阐明温度越高，所以反响速率所以反响速率v(A)v(B)v(A)v(B)。(2)(2)假假设设知反响速率知反响速率图图像，可以像，可以经过图经过图像判像判别别出反响出反响过过程中程中改改动动的外界要素和化学平衡挪的外界要素和化学平衡挪动动的方向。的方向。如如对对于可逆反响于可逆反响N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) HN2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0 0，改，改动动某某个要素后化学反响速率的改个要素后化学反响速率的改动动如如图图2 2所示，那么从所示，那么从图图像可以判像可以判别别平衡向正反响方向挪平衡向正反响方向挪动动且改且改动动的条件只能是增大反响物的的条件只能是增大反响物的浓浓度。度。2.2.平衡挪平衡挪动动后反响体系中各物后反响体系中各物质质的物的物质质的量、反响物的的量、反响物的转转化化率、率、浓浓度及百分含量的度及百分含量的变变化化该类标题调查该类标题调查的本的本质质是外界要素是外界要素对对化学平衡的影响。化学平衡的影响。(1)(1)假假设设知反响前后反响体系中各物知反响前后反响体系中各物质质的物的物质质的量、体的量、体积积、转转化率、化率、浓浓度和百分含量等的度和百分含量等的变变化，可以化，可以调查调查在在这这个个变变化化过过程中改程中改动动的外界要素。的外界要素。如知反响如知反响C(s)C(s)H2O(g) CO(g)H2O(g) CO(g)H2(g) H0H2(g) H0，在，在反响到达平衡后改反响到达平衡后改动动某一个条件，使某一个条件，使H2O(g)H2O(g)的物的物质质的量的量浓浓度度减少，减少，CO(g)CO(g)的物的物质质的量的量浓浓度和度和H2H2的物的物质质的量的量浓浓度添加，那么改度添加，那么改变变的条件能的条件能够够是升高温度。是升高温度。(2)(2)假假设设知改知改动动的某一个条件，那么可以的某一个条件，那么可以调查调查反响前后体系中反响前后体系中各物各物质质的物的物质质的量的量n n、转转化率化率、浓浓度度c c、体、体积积、百分含量、百分含量n%n%的改的改动动。如知反响：如知反响：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) HN2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0 0，改，改动动外外界条件后各量的界条件后各量的变变化如表所示化如表所示( (注：注：“表示增大，表示增大，“表示减小表示减小) )。正向挪正向挪动 减少容积减少容积 充入氮气充入氮气 改动条件改动条件 降低温度降低温度 正向挪正向挪动 平衡挪动方向平衡挪动方向 n n n% n% NH3 NH3 H2 H2 N2 N2 正向挪正向挪动 N2 N2 H2 H2 NH3 NH3 正向挪正向挪动 减少容积减少容积 充入氮气充入氮气 改动条件改动条件 降低温度降低温度 正向挪正向挪动 平衡挪动方向平衡挪动方向 c c a a NH3 NH3 H2 H2 N2 N2 正向挪正向挪动 N2 N2 H2 H2 化学平衡正向挪化学平衡正向挪动，正反响，正反响进展程度增大。展程度增大。普通情况下，反响物普通情况下，反响物n n、n%n%、c c都减小，都减小，增大；生成物增大；生成物n n、 n%n%、c c都增大。如上例中降低温度。都增大。如上例中降低温度。某些物理量的某些物理量的变化不化不仅取决于平衡挪取决于平衡挪动的方向，的方向，还与外界与外界条件的条件的变化有关系。化有关系。简便的方法可利用勒夏特列原理便的方法可利用勒夏特列原理“化学平衡只能减弱外界要素化学平衡只能减弱外界要素对平衡的影响，不能恢复到原来的程度来判平衡的影响，不能恢复到原来的程度来判别。如减少容。如减少容积( (加加压) )时，平衡正向挪，平衡正向挪动，但各物，但各物质c c都增大。都增大。3.3.根据平衡挪根据平衡挪动动判判别别容器内气体密度的容器内气体密度的变变化化(1)(1)对对于全部于全部为为气体参与的反响。气体参与的反响。假假设设容器的体容器的体积积不不变变，那么反响前后气体的，那么反响前后气体的质质量不量不变变，容，容器内气体的密度不器内气体的密度不变变。不能根据气体的密度。不能根据气体的密度变变化来判化来判别别反响反响能否到达平衡。能否到达平衡。假假设设容器的体容器的体积积可可变变，那么根据反响前后容器内气体的密，那么根据反响前后容器内气体的密度度变变化可以确定改化可以确定改动动外界要素后平衡挪外界要素后平衡挪动动的方向和当容器内的方向和当容器内气体的密度不再气体的密度不再变变化化时时判判别别反响到达平衡形状。反响到达平衡形状。如如对于反响于反响N2(g)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)3H2(g) 2NH3(g)，假，假设在一容在一容积可可变的的容器内放入容器内放入1 mol N21 mol N2和和3 mol H23 mol H2，随着反响的，随着反响的进展，气体的体展，气体的体积逐逐渐减小，气体减小，气体总质量不量不变，根据，根据=m/V=m/V可知，反响可知，反响过程程中气体的密度不断增大，当容器内气体的密度不再中气体的密度不断增大，当容器内气体的密度不再发生生变化化时，容器内的可逆反响到达了平衡形状。，容器内的可逆反响到达了平衡形状。(2)(2)对对于反响物不全部于反响物不全部为为气体的反响。气体的反响。根据反响根据反响过过程中容器内气体密度的程中容器内气体密度的变变化可判化可判别别平衡挪平衡挪动动的的方向。方向。如如对对于反响于反响C(s)C(s)H2O(g) CO(g)H2O(g) CO(g)H2(g)H2(g)，在恒容容器，在恒容容器内内进进展，假展，假设设反响一段反响一段时间时间后，容器内气体的密度增大，后，容器内气体的密度增大， 那那么可以判么可以判别别此此时间时间段内反响一定是向正反响方向挪段内反响一定是向正反响方向挪动动；假；假设设反响一段反响一段时间时间容器内气体的密度减小，那么此容器内气体的密度减小，那么此时间时间段内反响段内反响一定是向逆反响方向挪一定是向逆反响方向挪动动。根据容器内气体的密度根据容器内气体的密度变变化可以判化可以判别别反响能否到达平衡形状。反响能否到达平衡形状。当容器内气体的密度不再当容器内气体的密度不再变变化化时时，根据，根据=m/V=m/V。假。假设设在恒容容器在恒容容器内内进进展，反响没有到达平衡，那么展，反响没有到达平衡，那么m m不断在不断在变变化，只需化，只需m m不不变变了，了，气体的密度才不气体的密度才不发发生生变变化；假化；假设设在恒在恒压压容器中容器中进进展，展，m m和和V V都在都在发发生生变变化，当密度不化，当密度不变变，阐阐明明m m和和V V都不都不变变了，反响到达平衡形状。了，反响到达平衡形状。4.4.根据平衡挪根据平衡挪动动方向判方向判别别容器内气体的平均相容器内气体的平均相对对分子分子质质量量根据平均相根据平均相对对分子分子质质量的量的变变化可以判化可以判别别外界要素的外界要素的变变化和平化和平衡的挪衡的挪动动方向。方向。(1)(1)反响物全部反响物全部为为气体的反响。气体的反响。如如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) HN2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0 0 ，升高温度，平，升高温度，平衡逆向挪衡逆向挪动动，M M减小；增大减小；增大压压强强，平衡正向挪，平衡正向挪动动，M M增大。增大。(2)(2)反响物不全部反响物不全部为为气体的反响。气体的反响。如如C(s)+CO2(g) 2CO(g) HC(s)+CO2(g) 2CO(g) H0 0，2828M M4444，升高，升高温度，平衡正向挪温度，平衡正向挪动动，M M减小；增大减小；增大压压强强，平衡逆向挪，平衡逆向挪动动，M M增大。增大。5.5.平衡不平衡不发发生挪生挪动动，也能，也能够够有物理量的有物理量的变变化化如平衡体系：如平衡体系：H2(g)+I2(g) 2HI(g) HH2(g)+I2(g) 2HI(g) H0 0，增大，增大压压强强，平衡不挪，平衡不挪动动，但，但c c、都会增大。都会增大。 【训练训练1 1】知反响】知反响2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H 02SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H 0。以。以下有关下有关该该反响的反响的图图像及表达正确的像及表达正确的选项选项是是( )( )A A参与适当的催化参与适当的催化剂剂后，甲后，甲图图中的中的E E和和H H 都减小都减小B B乙乙图图中中t1t1时时辰反响到达化学平衡形状辰反响到达化学平衡形状C C丙丙图图可以表示其他条件不可以表示其他条件不变时变时，压压强强对对反响的影响反响的影响D D丁丁图图中中可以表示可以表示SO2SO2的的转转化率化率【解析】【解析】选选D D。催化。催化剂剂只能改只能改动动活化能，使活化能，使E E值值减小，加快反减小，加快反响速率，但是不能改响速率，但是不能改动动反响反响热热HH，A A错错；反响到达平衡后各；反响到达平衡后各物物质质的物的物质质的量都不再的量都不再发发生生变变化，化，B B错错；图图丙中由于丙中由于B B比比A A先到先到达平衡，所以达平衡，所以B B的的压压强强比比A A的的压压强强大，增大大，增大压压强强，SO3SO3的物的物质质的的量量应应添加，不是减少，添加，不是减少，C C错错；当；当SO2SO2和和O2O2的物的物质质的量比的量比为为2121时时，SO2SO2和和O2O2的的转转化率一化率一样样，当，当SO2SO2与与O2O2的比的比值值大于大于2121后，后，比比值值越大，越大，SO2SO2的的转转化率越小，化率越小，D D项项正确。正确。【训练训练2 2】在容】在容积积不不变变的密的密闭闭容器中存在如下反响：容器中存在如下反响：2A(g)2A(g)B(g) 3C(g) H 0B(g) 3C(g) H 0。某研某研讨讨小小组组研研讨讨了其他条件不了其他条件不变时变时，改，改动动某一条件某一条件对对上述反上述反响的影响，以下分析正确的响的影响，以下分析正确的选项选项是是( )( )A.A.图图表示的是表示的是t1t1时时辰增大反响物的辰增大反响物的浓浓度度对对反响速率的影响反响速率的影响B.B.图图表示的是表示的是t1t1时时辰参与催化辰参与催化剂剂后后对对反响速率的影响反响速率的影响C.C.图图表示的是温度表示的是温度对对化学平衡的影响，且乙的温度化学平衡的影响，且乙的温度较较高高D.D.图图表示的是催化表示的是催化剂对剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高平衡的影响，且甲的催化效率比乙高【解析】【解析】选选C C。增大反响物的。增大反响物的浓浓度的瞬度的瞬间间，正反响速率增大，逆，正反响速率增大，逆反响速率不反响速率不变变，A A错错；参与催化；参与催化剂剂正逆反响速率增大程度一正逆反响速率增大程度一样样，平衡不挪平衡不挪动动，但是由于，但是由于该该反响反响为为反响前后气体体反响前后气体体积积不不变变的反响，的反响，增大增大压压强强平衡也不挪平衡也不挪动动，正逆反响速率改，正逆反响速率改动值动值也一也一样样，B B错错；由；由于乙比甲先到达平衡，所以乙的温度比甲温度高，由于正反响于乙比甲先到达平衡，所以乙的温度比甲温度高，由于正反响放放热热，升高温度平衡向逆反响方向挪，升高温度平衡向逆反响方向挪动动，A A的的转转化率减小，化率减小，C C对对；催化催化剂对剂对平衡没有影响，平衡没有影响，A A的的转转化率不化率不变变，D D错错。