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模型2:平衡移动方向判断

化学平衡及其移动 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 依据勒夏特列原理,判断改变条件后化学平衡向减弱这种改变的方向移动。

从哪来 建立在1. 化学反应速率之上,通过比较正逆反应速率的变化差异来推导。

为什么 平衡的本质是 $v_{正} = v_{逆}$。当外界条件(浓度、压强、温度)改变瞬间,正、逆反应速率不再相等。 若 $v_{正} > v_{逆}$,体系向正反应方向移动;若 $v_{正} < v_{逆}$,体系向逆反应方向移动。 “移动”的过程就是速率重新趋向相等的过程,其方向必然指向“减弱”外界改变的方向(如增加反应物浓度,瞬间 $v_{正}$ 增大而 $v_{逆}$ 不变,故正向移动以消耗多余反应物)。

速率比较法(逻辑推导型)** **适合学生
逻辑思维强、喜欢探究本质、对抽象概念理解快的学生。 讲解: 1. 先画时间-速率图像。 2. 强调“突变”:改变条件瞬间,只有一侧速率变(浓度/压强)或两侧都变但幅度不同(温度)。 3. 核心口诀:“谁大向谁走”。 - 例:增大反应物浓度 $\rightarrow$ $v_{正}$ 突增,$v_{逆}$ 瞬间不变 $\rightarrow$ $v_{正} > v_{逆}$ $\rightarrow$ 正向移动。 - 例:升温 $\rightarrow$ $v_{正}$、$v_{逆}$ 都增,但吸热方向增得更多 $\rightarrow$ 比较两者大小 $\rightarrow$ 向吸热方向移动。 4. 结论:不要死记“减弱改变”,而是看哪边速率跑得快。
勒夏特列原理直译法(直觉应用型)** **适合学生
记忆能力强、偏好规则化解题、基础稍弱的学生。 讲解: 1. 给出原理原文:“如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。” 2. 拆解关键词:“减弱”不是“消除”,而是“抵抗”。 3. 对应关系: - 增浓 $\rightarrow$ 消耗它(向消耗该物质的方向移动)。 - 增压 $\rightarrow$ 减体积(向气体分子数减小的方向移动)。 - 升温 $\rightarrow$ 吸热(向吸热方向移动)。 4. 强调:这是经验规律,直接套用即可,无需深究速率细节。
生活类比法(形象感知型)** **适合学生
空间想象力好、对抽象化学概念感到枯燥、需要具象支撑的学生。 讲解: 1. 类比“水池水位”: - 平衡 = 进水管流量 = 出水管流量。 - 增加进水(增加反应物) $\rightarrow$ 水位暂时升高 $\rightarrow$ 系统自动调节:出水管流速加快(正反应速率加快),直到进出再次平衡。 - 结果:水位比原来高,但比“只进水不调节”时低 $\rightarrow$ 体现了“减弱”而非“消除”。 2. 类比“弹簧”: - 压缩弹簧(加压) $\rightarrow$ 弹簧产生反向弹力(向体积减小方向移动) $\rightarrow$ 抵抗压缩。 3. 核心:系统总是试图“维持原状”,所以会朝着抵消干扰的方向动。
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练一道
基础题
恒温恒容下,反应 $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ 达到平衡。若向容器中再充入 $1\text{ mol } N_2$,平衡如何移动?
变式
恒温恒容下,反应 $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$ ($\Delta H < 0$) 达到平衡。若同时升高温度并充入惰性气体 He,平衡如何移动?
试试手自己判
检测题
在密闭容器中发生反应 $A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$ ($\Delta H < 0$)。达到平衡后,若同时采取以下措施:① 升高温度;② 缩小容器体积(加压)。请判断平衡移动方向,并说明理由。
看答案和判分标准
答案:平衡向逆反应方向移动。
判对标准:
1. 结论正确(1分):明确指出向逆反应方向移动。
2. 理由完整(2分):
- 必须指出升温使平衡向吸热方向(逆反应)移动。
- 必须指出加压使平衡向气体分子数减小方向(正反应)移动。
- 关键点:必须说明“升温”对速率的影响通常大于“加压”(或需根据具体数据判断,但本题未给数据,通常默认温度影响显著,或题目隐含考察温度主导?——修正:此题设计有歧义,因为加压正向,升温逆向,两者方向相反,无法直接判断谁主导,除非给出具体 $K$ 值或速率常数变化。

重新设计检测题以确保唯一解:

修正题目:
在密闭容器中发生反应 $2NO_2(g) \rightleftharpoons N_2O_4(g)$ ($\Delta H < 0$)。达到平衡后,若只采取以下措施:① 升高温度;② 加入催化剂。请分别判断平衡移动方向。
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