勒夏特列原理的应用范围,本文主要内容关键词为:应用范围论文,原理论文,勒夏特列论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
依据勒夏特列原理我们知道:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。果真如此吗?我们不妨来看一道例题。
例合成氨反应
在T、p恒定的条件下已达平衡,若再向其中加入反应物,平衡向哪边移动?()。
A.正向移动
B.逆向移动
C.不能确定
依据勒夏特列原理,似乎是当加入某种反应物的时候,该反应物的浓度就会增加,于是平衡应该向减小该反应物浓度的方向移动,即平衡正向移动,而与这种反应物是氮气还是氢气无关,所以应当选A。
但是,这种考虑显然是忽略了该反应的条件是T、p恒定,它与我们常见的T、V恒定的差别在于它的体积是可变的。所以就会出现这样的问题:在加入氮气的同时,体系的体积也变大了,因此在氮气浓度增加的同时,氢气和氨气的浓度就会减小。而依据勒夏特列原理,氮气浓度增加应使平衡向正反应方向移动,而氢气浓度减小又会使平衡向逆反应方向移动,如此一来平衡的移动方向就不容易判断了。
平衡究竟向哪个方向移动,我们不妨来计算一下,为方便计算,假定在该条件下达到平衡时,后,平衡逆向移动,即向着产生氮气的方向移动。由此可见,加入不同的反应物平衡的移动方向是不同的,应当选C。
需要注意的是:同样是加入反应物,加入氢气时,平衡正向移动,是符合勒夏特列原理的,而在加入氮气时,平衡却是逆向移动,与运用勒夏特列原理所得结论正好相反。为什么会出现这种结果呢?其实,原因也很明显,关键就在于我们平时接触的加入反应物或产物的习题,条件都是恒温恒容,即在加入某种反应物或产物时,该反应物或产物的浓度增大,而其他反应物或产物的浓度并不发生改变,所以只有一个效应会影响平衡,而在上题中,条件却是T、p恒定,即恒温恒压,这样,在加入某种反应物或产物时,在该反应物或产物的浓发增大的同时,其他反应物或产物的浓度却在减小,这样一来,影响这个平衡的效应就不止一个,加入氮气时,氮气的浓度固然增加了,它所引起的效应是使平衡正向移动;而与此同时,氢气的浓度却又降低了,它所引起的效应却是使平衡逆向移动,同时,产物氨的浓度也降低了,它所引起的效应也是使平衡正向移动。多个效应共同影响的结果就是:平衡的移动方向不能由勒夏特列原理直接判断。
所以说,勒夏特列原理在判断平衡移动方向时虽然简便、快捷,但也不是万能公式,也有自己的适用范围,切不可生搬硬套。就目前所学,勒夏特列原理只有在恒温恒容条件下浓度的变化、恒容条件下温度的变化和恒温条件下压力的变化才是可靠的。
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