勒夏特列原理與化學平衡移動

2020-12-14 化學面面觀

1.勒夏特列原理

法國化學家勒夏特列,於1888年發現了勒夏特列原理。

內容:如果對平衡系統施加外力,平衡將沿著減小此外力的方向移動。

勒夏特列原理也叫平衡移動原理,它除了適用於化學平衡外,還適用於物理、生物領域以及其他平衡系統。

2.化學平衡的移動

外界條件改變時,一種平衡向另一種平衡的轉化過程叫做平衡移動。所有的平衡移動都服從勒夏特列原理。

對於化學平衡系統而言,外力主要是指濃度、壓力和溫度。

濃度和壓力導致的移動不改變平衡常數,而溫度導致的移動可以改變平衡常數。

3.外力對化學平衡的影響

(1)濃度

增加反應物濃度或減少產物濃度時,平衡將向正反應方向移動。

減少反應物濃度或增加產物濃度時,平衡則向逆反應方向移動。

工業上常通過增加廉價易得原料的投放量,以提高貴重稀缺原料的轉化率。

(2)壓力

壓力變化對平衡的影響實質是通過濃度的變化對平衡的移動起作用。

固、液相系統的濃度幾乎不隨壓力的變化而變化,所以無氣相參與時,平衡受壓力變化的影響很小。

對於有氣態物質參加的平衡系統,無論總壓或分壓發生變化都有可能引起化學平衡的移動。下面我們分別來看:

①部分物質分壓變化對平衡的影響

增加平衡系統中某氣體的分壓,平衡將向減少該氣體分壓的方向移動;而減少某氣體的分壓,平衡將向增加該氣體分壓的方向移動。

②總壓改變對平衡的影響

在體積壓縮、系統總壓力增加的條件下,不管是氣體分子總數增加的反應,還是氣體總數減少的反應,都向氣體分子總數減少的方向移動。例如:

在體積膨脹、系統總壓力減小的條件下,不管是氣體分子總數增加的反應,還是氣體總數減少的反應,都向氣體分子總數增加的方向移動。例如:

注意:

對於方程式兩邊氣體分子數相等的反應,系統總壓力的改變,同等程度地改變了反應物和生成物的分壓,所以總壓力的改變,不影響化學平衡的移動。

等溫等容條件下,引入不參與反應的氣體,雖然系統的總壓發生了變化,但由於系統中各物質的分壓不會改變,所以平衡也不會移動。

(3)溫度

升高溫度,平衡向吸熱反應反向移動;降低溫度,平衡向放熱方向移動。

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