高中化学 | 化学平衡与反应速率

▍ 一、概念拆解：反应速率与化学平衡

化学反应速率 v 表示单位时间内反应物浓度减少（或生成物浓度增加）的快慢，定义式 v = Δc / Δt，单位 mol·L⁻¹·s⁻¹ 或 mol·L⁻¹·min⁻¹，计算时只取正值。

化学平衡：对可逆反应，当正反应速率等于逆反应速率（v正 = v逆），且各组分浓度不再随时间变化时达到的状态。关键点——平衡不等于反应停止，反应仍在进行，只是"进出相等"的动态平衡。

▍ 二、核心公式与数据

平衡常数 K = [C]^c·[D]^d / ([A]^a·[B]^b)，[ ] 内为平衡浓度，幂次为化学方程式的计量数。纯固体、纯液体（如水）不写入 K 表达式。

浓度商 Q 与 K 形式相同，但代入的是任意时刻浓度：Q < K 反应正向进行；Q = K 已达平衡；Q > K 逆向进行。K 只与温度有关——升温时吸热方向的 K 增大，降温则减小；改变浓度或压强不会改变 K。

转化率 α =（已转化量 / 起始量）× 100%，常用于衡量反应进行的程度。

▍ 三、平衡移动怎么推（勒夏特列原理）

改变影响平衡的一个条件（浓度、压强、温度），平衡就向减弱这种改变的方向移动：

• 浓度：增大反应物浓度→正向移动；减小生成物浓度→正向移动。

• 压强：增大压强→向气体分子数减少的方向移动；反应前后气体分子数不变时，压强无影响。

• 温度：升温→向吸热方向移动；降温→向放热方向移动。

• 催化剂：同等加快正、逆反应速率，不使平衡移动，只缩短到达平衡的时间。

▍ 四、典型例题（3 道）

例1（速率）：某反应 A → B，2 min 内 A 浓度由 2.0 mol/L 降至 1.2 mol/L，求 v(A)。

解：v(A) = Δc / Δt = (2.0 − 1.2) / 2 = 0.4 mol·L⁻¹·min⁻¹。

例2（Q 与 K）：反应 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ 达平衡，某时刻 [N₂]=1、[H₂]=3、[NH₃]=2（mol/L），求 K；若再充入 N₂ 使 [N₂] 瞬时变为 2，判断移动方向。

解：K = (2²) / (1 × 3³) = 4/27 ≈ 0.148；充入后 Q = (2²) / (2 × 3³) = 4/54 ≈ 0.074 < K，故反应正向移动。

例3（温度与 K）：升高温度，一个放热反应的平衡常数 K 如何变化？答：K 减小，平衡逆向（向吸热反方向）移动。

▍ 五、方法提示与常见误区