1、（七）化学平衡移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点内容。在化学平衡移动的前后，有多个物理量发生变化，分析这些物理量的变化，不仅能够考查学生对化学反应速率、化学平衡内容及其影响因素的理解程度，还能将两者联系起来，综合考查学生对该部分内容的综合理解、应用能力。高考常以选择题或非选择题的一部分的形式考查，也常结合图表，同时考查学生从图表中获取信息，运用数据得出结论的能力。化学平衡是有条件的平衡，当条件发生改变时，化学平衡状态就会被破坏，在新的条件下建立起新的平衡。化学平衡移动前后，某些物理量也随之变化。1.化学平衡移动前后反应速率的变化v(正)、v(逆)的
2、相对大小关系决定了化学平衡的移动与否。该类题目的考查实质上还是考查外界因素对反应速率的影响。(1)如果已知化学平衡图像，通过图像可以分析改变某一个因素后正逆反应速率的变化情况。如对于反应N2O4(g)2NO2(g)H+57 kJmol1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图1所示，则A点与B点的反应速率和A点与C点的反应速率关系可以比较：因为A、C温度相同，压强不同，C点的压强比A点的压强大，则C的反应速率大,即v(C)v(A)；因为A、B的压强相同，温度不同，反应为吸热反应，NO2的含量越高，说明温度越高，所以反应速率v(A)v(B)。(2)如果已知反应速率图像
3、，可以通过图像判断出反应过程中改变的外界因素和化学平衡移动的方向。如对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0，改变某个因素后化学反应速率的改变如图2所示，则从图像可以判断平衡向正反应方向移动且改变的条件只能是增大反应物的浓度。2.平衡移动后反应体系中各物质的物质的量、反应物的转化率、浓度及百分含量的变化该类题目考查的实质是外界因素对化学平衡的影响。(1)如果已知反应前后反应体系中各物质的物质的量、体积、转化率、浓度和百分含量等的变化，可以考查在这个变化过程中改变的外界因素。如已知反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H0，在反应达到平衡后改变某一个条件，使H2O(g)的物质
4、的量浓度减少，CO(g)的物质的量浓度和H2的物质的量浓度增加，则改变的条件可能是升高温度。(2)如果已知改变的某一个条件，则可以考查反应前后体系中各物质的物质的量n、转化率、浓度c、体积、百分含量n%的改变。如已知反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0，改变外界条件后各量的变化如表所示(注：“”表示增大，“”表示减小)。正向移动缩小容积充入氮气改变条件降低温度正向移动平衡移动方向n n%NH3H2 N2正向移动N2H2 NH3 正向移动缩小容积充入氮气改变条件降低温度正向移动平衡移动方向c a NH3H2 N2正向移动N2H2 化学平衡正向移动，正反应进行程度增大。一般情况下，反应
5、物n、n%、c都减小，增大；生成物n、n%、c都增大。如上例中降低温度。某些物理量的变化不仅取决于平衡移动的方向，还与外界条件的变化有关系。简便的方法可利用勒夏特列原理“化学平衡只能减弱外界因素对平衡的影响，不能恢复到原来的程度”来判断。如缩小容积(加压)时，平衡正向移动，但各物质c都增大。3.根据平衡移动判断容器内气体密度的变化(1)对于全部为气体参加的反应。若容器的体积不变，则反应前后气体的质量不变，容器内气体的密度不变。不能根据气体的密度变化来判断反应是否达到平衡。若容器的体积可变，则根据反应前后容器内气体的密度变化可以确定改变外界因素后平衡移动的方向和当容器内气体的密度不再变化时判断反
6、应达到平衡状态。如对于反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，若在一容积可变的容器内放入1 mol N2和3 mol H2，随着反应的进行，气体的体积逐渐减小，气体总质量不变，根据=m/V可知，反应过程中气体的密度一直增大，当容器内气体的密度不再发生变化时，容器内的可逆反应达到了平衡状态。(2)对于反应物不全部为气体的反应。根据反应过程中容器内气体密度的变化可判断平衡移动的方向。如对于反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，在恒容容器内进行，若反应一段时间后，容器内气体的密度增大，则可以判断此时间段内反应一定是向正反应方向移动；若反应一段时间容器内气体的密度减小，则此时间段内反应一定是
7、向逆反应方向移动。根据容器内气体的密度变化可以判断反应是否达到平衡状态。当容器内气体的密度不再变化时，根据=m/V。若在恒容容器内进行，反应没有达到平衡，则m一直在变化，只有m不变了，气体的密度才不发生变化；若在恒压容器中进行，m和V都在发生变化，当密度不变，说明m和V都不变了，反应达到平衡状态。4.根据平衡移动方向判断容器内气体的平均相对分子质量根据平均相对分子质量的变化可以判断外界因素的变化和平衡的移动方向。(1)反应物全部为气体的反应。如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0，升高温度，平衡逆向移动，M减小；增大压强，平衡正向移动，M增大。(2)反应物不全部为气体的反应。如C(s)+
8、CO2(g)2CO(g)H0，28M44，升高温度，平衡正向移动，M减小；增大压强，平衡逆向移动，M增大。5.平衡不发生移动，也可能有物理量的变化如平衡体系：H2(g)+I2(g)2HI(g)H0，增大压强，平衡不移动，但c、都会增大。【训练1】已知反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H 0。下列有关该反应的图像及叙述正确的是()A加入适当的催化剂后，甲图中的E和H 都减小B乙图中t1时刻反应达到化学平衡状态C丙图可以表示其他条件不变时，压强对反应的影响D丁图中可以表示SO2的转化率【解析】选D。催化剂只能改变活化能，使E值减小，加快反应速率，但是不能改变反应热H，A错；反应达到平衡后
9、各物质的物质的量都不再发生变化，B错；图丙中因为B比A先达到平衡，所以B的压强比A的压强大，增大压强，SO3的物质的量应增加，不是减少，C错；当SO2和O2的物质的量比为21时，SO2和O2的转化率相同，当SO2与O2的比值大于21后，比值越大，SO2的转化率越小，D项正确。【训练2】在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2A(g)B(g)3C(g)H 0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是()A.图表示的是t1时刻增大反应物的浓度对反应速率的影响B.图表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响C.图表示的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高D.图表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高【解析】选C。增大反应物的浓度的瞬间，正反应速率增大，逆反应速率不变，A错；加入催化剂正逆反应速率增大程度相同，平衡不移动，但是因为该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强平衡也不移动，正逆反应速率改变值也相同，B错；因为乙比甲先达到平衡，所以乙的温度比甲温度高，因为正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，C对；催化剂对平衡没有影响，A的转化率不变，D错。
