應用勒夏特列原理的三個誤區

摘?要：教學中我發現有的學生關于化學平衡的移動有幾個認識的誤區，造成學生理解錯誤，難以糾正，為此有必要認真梳理，做出澄清。

關鍵詞：化學平衡移動;勒夏特列原理;化學平衡常數

化學平衡移動指在封閉體系中，某可逆反應達到平衡狀態以后，如果改變影響平衡的條件（如濃度、溫度、壓強），在新的條件下建立新平衡的過程。化學平衡移動的方向通常用勒夏特列原理來判定，它是一個定性預測化學平衡點的原理。人教版高中化學選修四P38是這樣描述的“法國化學家勒夏特列曾就此總結出一條經驗規律：如果改變影響平衡的條件之一（如溫度，壓強，濃度），平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動，這就是著名的勒夏特列原理。”我們可以這樣理解比如一個可逆反應中，當增加反應物的濃度時，平衡要向正反應方向移動，平衡的移動會使得增加的反應物濃度又會逐步減少;但這種減弱不可能消除增加反應物濃度對這種反應物本身的影響，與舊的平衡體系中這種反應物的濃度相比而言，還是增加了。在有氣體參加或生成的可逆反應中，當增加壓強時，平衡總是向體積縮小的方向移動，比如在N2+3H22NH3這個可逆反應中，達到一個平衡后，對這個體系進行加壓，比如壓強增加為原來的兩倍，這時舊的平衡要被打破，平衡向體積縮小的方向移動，即在本反應中向正反應方向移動，建立新的平衡時，增加的壓強即被減弱，不再是原平衡的兩倍，但這種增加的壓強不可能完全被消除，也不是與原平衡相同，而是處于這兩者之間。但是運用此原理時存在幾個誤區。

一、

其他條件不變時增大反應物濃度平衡一定正向移動

例題1?判斷正誤。

恒溫恒壓下，在一容積可變的容器中，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）達到平衡狀態時，N2、H2、NH3各1 mol，若此時再充入3 mol

N2，則平衡正向移動。

如果根據勒夏特列原理很容易判斷這種說法是正確的，但平衡移動方向還可以借助平衡常數。設平衡時容器體積為1 L，該溫度下平衡常數K=121×13=1，再向容器中再充入3 mol N2，利用體積之比等于氣體物質的量之比計算出容器體積為2 L。再計算此時濃度商Qc=12242×123=1-K，說明反應處于平衡狀態。平衡不移動，故這種說法錯誤。當然用分壓平衡常數算也可以，原平衡狀態時，N2、H2、NH3各1 mol，三者的分壓為1/3p，此時用分壓表示的平衡常數為：Kp=（1/3p）2/[（1/3p）×（1/3p）3]=9/p2，再充入3 mol N2，N2、H2、NH3各4 mol、1 mol、1

mol，三者的分壓為2/3p、1/3p、1/6p，三者的分壓為1/3p，用分壓表示Qp=（1/6p）2/[（2/3p）×（1/6p）3]=9/p2=Kp平衡仍然不移動。為什么兩種方法分析結果不同呢？這是因為勒夏特列原理用來解釋單一變量對化學平衡影響的，而此題涉及的是多變量，恒壓加N2，反應物濃度一個增加，一個減小，生成物濃度減小。所以此題應用平衡常數來判斷平衡移動的方向。所以其他條件不變時增大反應物濃度化學平衡正向移動，主要是指恒溫恒容的條件下，增大反應物濃度，而其他反應物或生成物濃度不變，化學平衡正向移動。如果多種物質濃度改變就要通過平衡常數來判斷移動方向。

二、

其他條件不變時，增大反應物濃度，平衡移動后，新平衡反應物的濃度就一定大于原平衡的反應物的濃度

在恒溫恒容時增大反應物的濃度，正反應速率增大，逆反應速率不變，正反應速率大于逆反應速率平衡正向移動，新平衡中反應物和生成物的濃度，正逆反應速率都要比原平衡大。如果是恒溫恒容情況又如何呢？

例題2?在一恒溫恒壓的密閉容器中發生如下反應：

A（g）+B（g）2C（g）ΔH<0，t1時刻達到平衡后，在t2時刻改變某一條件，其反應過程如圖所示。

請問t2時刻改變的條件是什么？

根據t2時刻逆反應速率增大而后又減小，可知平衡逆向移動，而新平衡和原平衡的正逆反應速率相同，可知新舊平衡是等效平衡。所以t2時改變的條件是增大生成物濃度，導致體積擴大，反應物的濃度減小，正反應速率減小所致。

由上述分析可知恒溫恒壓時增大反應物濃度，新平衡的濃度，正逆反應速率都不一定比原平衡大;不能簡單套用勒夏特列原理認為平衡正向移動，新平衡的濃度速率均比原平衡大。這是由于恒溫恒壓下，增大反應物濃度，生成物的濃度減小，有兩個變量，故勒夏特列原理不適用。

三、

其他條件不變時，對有氣體參加的反應增大壓強平衡移動后，新平衡的壓強一定比原平衡的壓強大

按照勒夏特列原理，如果有氣體參加的反應，增大壓強我們一般通過縮小體積來實現，當其他條件不變時，反應物和生成物的氣體濃度會變大，故正逆反應速率會增大，平衡朝氣體體積縮小的方向移動;平衡的移動只能減弱這種影響，而不能消除這種影響。新平衡的濃度，正逆反應速率都會比原平衡大。但是有的反應并非如此。

例題3?當可逆反應CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g），在一恒溫恒容條件下達到平衡后，再充入一定量的CO2重新達到平衡后，體系的壓強????。（填變大、不變、變小）

由于此題中溫度未變，故Kp不變，Kp=p（CO2）所以體系的壓強不變。在新舊平衡中CO2的濃度、正逆反應速率不變。當方程式中只有一種是氣體時，無論是反應物或者生成物，如果在恒溫恒容的條件下，當增加氣體的物質的量可以用勒夏特列原理來判定平衡移動方向，但是平衡移動的結果，要結合平衡常數來分析;如果是在恒溫恒壓的條件下增加氣體的物質的量，氣體體積擴大，濃度不變，平衡不移動。這是一種很特殊的情況。

綜上所述，用勒夏特列原理分析平衡的移動方向是沒有問題的，但是平衡移動的結果要結合平衡常數來分析。具體問題具體分析，不能一概而論。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.化學選修四《化學反應原理》.北京：人民教育出版社，2007.

[2]世紀金榜.高中全程復習方略[M].延吉：延邊大學出版社，2017.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003：8.

作者簡介：

徐建初，重慶市，重慶市二十九中。