师：同学们好，现在开始上课。本节课我们将学习选修本《化学反应原理》第二章第二节的最后一部分内容。现在，我们先来回顾一下上两节课所讲的内容。
首先，化学平衡状态有四个特征：
一是“逆”，即反应是明显的可逆反应；
二是“等”，$v_{正} = v_{逆}$；
三是“动”，平衡后反应仍在进行，是动态平衡，平衡时各物质浓度保持一定；
四是“变”，即旧的化学平衡，若改变条件使平衡破坏，一段时间后会达到新的化学平衡，这就是化学平衡的移动。
接着，我们学习了如何利用化学平衡常数判断反应是否达到平衡。当$Q$（浓度商）等于$K$（化学平衡常数）时，反应处于平衡状态，此时$v_{正} = v_{逆}$；若$Q > K$，反应逆向进行，此时$v_{正} < v_{逆}$；若$Q < K$，反应正向进行，此时$v_{正} > v_{逆}$。这个判断依据，请同学们在理解的基础上牢记。
本节课，我们将学习反应条件对化学平衡的影响。影响反应平衡的因素有很多，我们先来看一个问题。有一个反应：$2NO_{2}?N_{2}O_{4}$，同学们都知道$NO_{2}$是红棕色气体，$N_{2}O_{4}$是无色气体。我们取一个平衡球，里面充满$NO_{2}$气体，会看到两端颜色相同。接下来，我们把平衡球的两部分分别放入热水和冷水中。同学们可以很清楚地看到，放入热水中的部分颜色变深，而放入冷水中的部分颜色变浅。这说明了什么呢？这表明温度对这个反应是有影响的。
好，请同学们根据这个实验现象，把相关内容填写在表格内，并思考一下。
我们来看，如果将装有$NO_{2}$的烧瓶放入冷水中，温度降低，颜色变浅。而放入热水中，温度升高，颜色变深。我们知道，颜色的深浅是由$NO_{2}$的浓度决定的。当颜色变浅时，$NO_{2}$的浓度减小，这说明反应向正向进行。从热效应来看，正向反应是放热反应（$\Delta H < 0$）。同理，如果$NO_{2}$浓度增大，反应则向逆向进行，逆向是吸热反应。这就说明温度对化学平衡是有影响的，可能是温度升高，平衡向吸热方向移动。我们之前讲过，化学平衡常数受温度影响。那么，通过这个实验，我们来看一下平衡常数是不是会发生变化，请同学们同样把这个表格填出来。
我们知道，当升高温度时，颜色变深，$NO_{2}$浓度增加，$N_{2}O_{4}$浓度减小，此时$K$值减小；如果降低温度，$NO_{2}$浓度减小，$N_{2}O_{4}$浓度增大，$K$值增大。这说明温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。
下面我们再看一组数据，这是通过实验测定的。给了两个反应，一个是正向放热反应，一个是正向吸热反应。根据所给的数据，请同学们思考反应的移动方向。
我们来看第一个反应，当温度升高时，氮气的浓度由$19.5mol/L$变为$20mol/L$，数据增大，这表明反应向逆向进行，逆向是吸热过程。对于第二个反应，碘化氢的分解反应，同样升高温度，碘化氢的浓度由$1.20mol/L$变为$0.80mol/L$，说明反应向吸热方向进行。
通过以上三组数据，我们可以得出温度对反应平衡的影响：升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。具体结论是，在其他条件不变的情况下，如果升高温度，平衡向吸热反应方向移动；如果降低温度，平衡向放热反应方向移动。
现在我们看一个练习：在一定条件下，$NO_{2}$的反应达到平衡后，降低温度，混合气体的颜色变浅。下列判断正确的是，请同学们思考。
答案是B。我们来分析一下，颜色变浅说明$NO_{2}$的浓度降低，降低温度反应正向进行，所以正反应是放热反应。由于正反应是放热反应，$NO$的平衡转化率升高，各组分的浓度发生变化，所以答案是B。
影响平衡的条件不只是温度，还有其他条件。我们再看一个问题，我们还记得检验$Fe^{3 + }$时，用$SCN^{-}$离子，会发生反应生成血红色的$Fe(SCN)_{3}$溶液，这个反应也是明显的可逆反应。下面请同学们用$K$值和浓度商的关系来讨论一下，如果改变反应物或者生成物浓度，对平衡是如何影响的。同学们还记得我们刚刚复习的内容吗？当$Q = K$时，反应处于平衡状态；$Q > K$，反应逆向进行；$Q < K$，反应正向进行。利用这个知识来思考一下这个表格，请填空。
我们来看，如果增大反应物浓度，现在增大的是$FeCl_{3}$的浓度。通过浓度商的公式可以看出，增加$FeCl_{3}$浓度，分母变大，此时$Q < K$，根据前面所说，$Q < K$反应向正向进行。第二个空，我们还是增大反应物浓度，这次增加的是$KSCN$的浓度。同样通过浓度商公式，$Q$还是小于$K$，反应还是向正向进行。当然，溶液的颜色会加深。
通过用$Q$和$K$的关系，我们可以得出浓度对化学平衡的影响结论：如果增大反应物浓度或者减少生成物浓度，利用浓度商的关系式会发现$Q < K$，平衡正向移动；如果增大生成物浓度或者减小反应物浓度，$Q > K$，反应向逆向进行。这就是浓度对化学平衡的影响，是第二个影响因素。浓度影响的本质是改变了浓度商，使$Q \neq K$，进而影响了化学平衡。若改变的结果使$Q < K$，平衡向正向移动；如果改变的结果是$Q > K$，平衡向逆向移动。大家要注意一点，如果改变固体或纯液体的量，对化学平衡是无影响的。浓度对平衡影响的适用范围是气体或者溶液，因为只有气体和溶液才有浓度的变化量。
下面我们同样看一个题目，有一个可逆反应，在一定条件下达到平衡后，改变下列条件能否引起平衡移动？向哪个方向移动？请思考一下。
我们来看，第一个是增大了水蒸气浓度，增大水蒸气浓度相当于增加反应物浓度，平衡肯定向正向移动。同样，如果增大氢气浓度，是增加了生成物浓度，平衡向逆向移动。那如果加入更多的碳，同学们看一下，碳的状态是固体（$s$），这时候平衡不移动。
以上就是我们讲的影响平衡的两个重要因素，温度和浓度。我们来小结一下，从原平衡状态到新平衡状态，即平衡移动时，如果改变温度，温度对平衡的影响是改变平衡常数。如果升高温度，平衡向吸热方向移动；如果降低温度，平衡向放热方向移动。浓度是通过改变$Q$和$K$的相对大小来影响平衡。如果改变的结果使$Q < K$，平衡正向移动；如果$Q > K$，平衡向逆向移动。那我们想想，影响化学平衡的因素除了这两个，会不会还有其他呢？
我们来看一个活动探究，在针筒中抽入$NO_{2}$气体，将针筒前端封闭，迅速推压活塞。从图上可以看到一个明显的现象，刚开始颜色变深，一段时间后又变浅了。那么，我们应该以哪次颜色变化作为平衡移动的判断依据呢？第一次颜色变化很快，第二次颜色变化慢，这又说明了什么呢？请同学们考虑一下。
从图中可以看出，压缩时颜色变深，这很好理解，因为压缩气体使容器体积变小，$NO_{2}$浓度增加，所以颜色变深。第二次颜色变浅，说明反应向正反应方向进行，生成了$N_{2}O_{4}$，所以颜色变浅。从这个反应可以看出，增大压强，反应向正向移动。我们再看这个正向反应，是化学计量数变小的方向，也就是说增大压强，平衡向气体的系数和减小的方向移动。
请问，你能运用$Q$的表达式以及$Q$和$K$的关系解释原因吗？我们来看，根据$Q$的表达式，我们列出起始的$Q_{1}$，假设它等于$K$。我们缩小体积相当于增大压强，假设容器压缩到原来的一半，结果$Q_{2} = 0.5Q_{1}$，此时$Q_{2} < K$，所以平衡向正向进行。
从这我们得出一个结论，增大压强，平衡向气体系数和减小的方向移动；降低压强，平衡向气体系数和增大的方向移动。大家要注意一点，压强对平衡的影响是通过改变浓度，改变$Q$来实现的，也就是说压强变化仍然相当于浓度的变化。这就是影响化学平衡的第三个因素——压强的影响。
结论是，在其他条件不变的情况下，如果对反应前后气体体积改变的反应，增大压强，平衡会向着气体体积缩小的方向移动；反之，减小压强，平衡会向着气体体积增大的方向移动。大家注意，对反应前后气体体积不变的反应，这是一个特例，如果改变压强，化学平衡不发生移动。
这就是我们所说的影响化学平衡的几个条件：温度、浓度、压强。现在我们来看一下压强影响的一个题目。有一个合成反应，给了一组数据，请同学们分析一下变化的原因，再想一想和我们讲的结论是不是一致。
从这个表中可以看出，当压强增大时，氨气的百分含量在增加，说明反应是向正向进行。从这个方程式可以看出，正向是化学计量数变小的方向，所以和我们的结论是一致的，即增大压强向气体体积缩小的方向移动，压强减小向气体体积增大的方向移动。
本节课讲了三种影响化学平衡的因素，我们来共同回顾一下。从原平衡到新平衡，即平衡移动，影响条件主要有三个：温度、浓度、压强。对于温度的影响，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。浓度的影响是，增加反应物浓度或者减少生成物浓度，反应向正向进行；同理，减少反应物浓度或者增加生成物浓度，反应向逆向进行。压强的影响是，增大压强，平衡向气体系数和减小的方向移动；反之，降低压强，平衡向气体系数和增大的方向移动。
下面我们来看一下这些影响因素的应用。
第一题，关节炎的病因是在关节滑液中形成了尿酸钠晶体，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛，反应的机理我们已经给出，正向$\Delta H < 0$。请问，为什么寒冷季节容易诱发关节疼痛？请从化学平衡的移动原理来进行解释。
寒冷季节温度降低，该反应向正向进行，结果形成较多的尿酸钠晶体，所以寒冷季节会感到关节疼痛。那根据这个原理，我们如何缓解疼痛呢？可以升高温度，也就是采用热敷的形式，这样可以使平衡向逆向移动，从而减缓疼痛。
第二题，硫酸制造工业中有一个基本反应：$2SO_{2} + O_{2}?2SO_{3}$，在生产中通常采用通入过量空气的方法。请问，这种方法为什么能提高生产效率？同样要求同学们从化学平衡移动的原理来进行分析解释。
通入过量空气，就是提高氧气在原料体系中的比例，使平衡向正向进行，从而提高二氧化硫的平衡转化率，降低生产成本。
第三题，铬酸酐与重铬酸钾有如下转化：$2CrO_{4}^{2 - } + 2H^{ + }?Cr_{2}O_{7}^{2 - } + H_{2}O$，已知$CrO_{4}^{2 - }$是黄色，$Cr_{2}O_{7}^{2 - }$是橙红色。下面有三个问题：
第一个问题，向重铬酸钾溶液中加入氢氧化钠溶液，溶液呈现什么颜色？
第二个问题，加入硫酸溶液，溶液呈什么颜色？
第三个问题，加入硝酸钡溶液，反应会向哪个方向进行？请同学们思考一下，注意根据所给物质的颜色以及平衡的方向来考虑。
我们来看，第一个问题，加入氢氧化钠，相当于增加了$OH^{-}$的浓度，$OH^{-}$会中和$H^{ + }$，使$H^{ + }$浓度降低，平衡向逆向进行，所以溶液显$CrO_{4}^{2 - }$的黄色。第二个问题，加入硫酸，就等于是增加了$H^{ + }$的浓度，平衡向正向进行，溶液显$Cr_{2}O_{7}^{2 - }$的橙红色。第三个问题，加入硝酸钡溶液，根据提示，$Ba^{2 + }$与$CrO_{4}^{2 - }$反应生成黄色沉淀$BaCrO_{4}$，使$CrO_{4}^{2 - }$的浓度降低，平衡向逆向移动，即向左移动。
第四题，煤气中毒的原理是一氧化碳与人体的血红蛋白发生作用，我们来思考一下，应用化学平衡移动原理，分析煤气中毒后应该采取的抢救措施。
如果要解毒，就是让平衡向逆向移动，从反应原理可以看出，要增加氧气的量，所以要给病人输氧。
下面我们看两个练习。
第一个题目，某一化学反应，反应物和生成物都是气体，改变下列条件一定能使化学平衡向正向移动的是，请同学们注意“一定”两个字，思考一下。答案是A。增大反应物浓度，平衡一定向正向移动，这是肯定的。那B为什么错呢？减小反应容器的体积相当于增大压强，但是由于该反应没有给出正向是气体体积减小还是增大，所以无法判断平衡移动方向。C选项增大生成物浓度，平衡肯定向逆向进行，不符合要求。D选项升高温度，因为不知道这个反应正向是放热还是吸热，所以也无法判断平衡移动方向，所以答案是A。
第二题，已知化学反应$aA + bB?cC + dD$，其中只有$B$是气态，达到平衡后，当增大压强时，平衡向逆向移动。下面请判断A、B、C、D四个选项哪个正确，请同学们思考一下。答案是D。我们来看为什么，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，现在平衡向逆向移动，说明逆向是气体体积减小的方向。现在$B$是气体，所以$C$一定也是气体。如果$A$也是气体的话，逆向就不是气体系数和减小的方向了，所以$A$只能是固体或者纯液体，所以答案是D。
好，本节课到此结束，下课。