14:勒夏特列原理应用易错点精析
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勒夏特列原理应用易错点精析
一、勒夏特列原理内容
浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动原理,又称之为勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度等)平衡就向减弱这种改变的方向移动。该原理是判断平衡移动方向的重要依据,适用于所有的动态平衡,如:化学平衡、电离平衡、溶解平衡等。
1)浓度:增加某一反应物的浓度,则反应向着减少此反应物浓度的方向进行,即反应向正方向进行。
减少某一生成物的浓度,则反应向着增加此生成物浓度的方向进行,即反应向反方向进行。反之亦然。
2)压强:增加某一气态反应物的压强,则反应向着减少此反应物压强的方向进行,即反应向正方向进行。减少某一气态生成物的压强,则反应向着增加此生成物压强的方向进行,即反应向逆方向进行。反之亦然。
3)温度:升高反应温度,则反应向着减少热量的方向进行,即放热反应逆向进行,吸热反应正向进行;
降低温度,则反应向着生成热量的方向的进行,即放热反应正向进行,吸热反应逆向进行。
4)催化剂:仅改变反应进行的速度,不影响平衡的改变,即对正逆反应的影响程度是一样的。
二、勒夏特列原理应用的易错点
1.改变条件却没有改变平衡
【例1】某密闭容器,放入一定量的SO2、O2,发生反应2SO2+O22SO3(正反应放热),在达到平衡后,采取下列措施可以使得平衡向右移动的为()
A.通如 N2B.升温C.减少体积D.加入 SO3
【易错选】A
【错选原因】A选项中通入氮气之后,因为是密闭容器,所以容器内的压强增大,由勒夏特列原理可知,平衡向体积减少的方向移动,所以平衡向右移动。
【错选分析】在影响平衡的条件中,压强改变平衡是通过改变反应物的浓度来改变的,通入氮气后,反应物的浓度并没有改变,所以平衡不移动。勒夏特列原理是在平衡移动的成立,平衡不移动,勒夏特列原理就不适用。而勒夏特列原理只适用于改变条件能导致平衡移动的反应。
【正确选项】B
【总结】密闭容器中进行的可逆反应,达到平衡后,在温度不变的条件下,通入不参加反应的气体,如:N2、稀有气体等,平衡并没有移动,此时就不能用勒夏特列原理。
2.只有一种反应物
【例2】在恒温时,一固定容器内发生如下反应2NO2(g)N2O4(g)(正反应放热),达到平衡后,若
分别单独改变下列条件,重新达到平衡后,能使平衡混合气体的相对分子质量减小的是()
A.通入 Ne B.通入 NO2C.通入 N2O4D.降低温度
【易错选】B
【错选原因】通入NO2后,NO2的体积分数增大,由勒夏特列原理可知,平衡向减弱这种改变的方向进行,但是不能消除这种改变,故NO2的体积分数最终还是增大的,所以混合气体的平均相对分子质量变小。【错误分析】在2NO2(g)N2O4(g)的反应中,反应物只有一种,即:NO2,再通入NO2后,相当于压强变大,平衡向右移动,NO2的体积分数最终会变小,其混合气体的平均相对分子质量变大。
【正确选项】A
【总结】在多种反应物的可逆反应达到平衡之后,加入其中的一种反应物,重新达到平衡后,可以使得其他反应物的转化率升高,而本身的转化率降低,本身的体积分数变大。但是只有一种反应物的平衡要区别
对待。
3.发生其他反应
【例3】浅绿色Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡:Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,若向该溶液中滴加足量的盐酸,则溶液的颜色()
A.变黄B.变深C.变浅D.无变化
【易错选】B
【错选原因】加入盐酸后,溶液中的H+的浓度增大,由勒夏特列原理可知,平衡向逆反应方向移动,Fe2+
的浓度增大,所以溶液的颜色要变深。
【错误分析】Fe(NO3)2溶液中存在大量的Fe2+和NO3—,加入盐酸后,NO3—在大量H+的作用下具有很强的氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+,因为Fe3+在溶液中显黄色,所以溶液要变黄。
【正确选项】A
【总结】在有多个反应发生时,要从宏观的角度分析主反应,抓住主要因素。
4.溶液的稀释
【例4】已知:草酸(H2C2O4)是二元弱酸,0.1mol/L的KHC2O4溶液中存在如下的平衡:HC2O4-+
H2O H2C2O4+OH-,若向该溶液中加水,则下列说法正确的是( )
A.溶液中 c(HC2O4-)和 c(OH-)都减小B.溶液中 c(OH-)增大
C.HC2O4-的水解平衡逆向移动D.溶液的 pH 增大
【易错选】B、D
【错选原因】加入水后,由勒夏特列原理可知,水的参与使得平衡向正反应方向移动,所以c(OH-)增大。【错误分析】加入水后,造成了溶液的稀释,而溶液稀释的话,平衡就向溶液中粒子数量增多的方向移动,
因而平衡是向正反应方向移动。但是整个溶液中离子的浓度是减小的,因为溶液增加的倍数大于溶液中离子浓度增加的倍数。
【正确选项】A
【总结】在溶液中存在的平衡不仅要考虑平衡的移动,还要看溶液存在的各种离子之间是否会发生反应,如果可以发生反应,那么并非仅仅是平衡的移动的问题了。
三、勒夏特列原理应用过程中的注意点
1、勒夏特列原理的适用条件:
勒夏特列原理是一条普遍的规律,它对于所有的动态平衡(包括物理平衡)都是适用的,但必须注意,它只能应用在已经达到平衡的体系,对于未达到平衡的体系是不能应用的。
2、勒夏特列原理对维持化学平衡状态的因素的改变才是有效的,若改变的不是维持化学平衡状态的因素无效。
例如:对于化学平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),你改变系统的总压,不会引起平衡的移动,因为总压不是维持这一平衡状态的因素。同样,你若改变催化剂的用量或组成,也不会引起平衡移动,因为催化剂不是维持化学平衡的因素。
3、只能影响化学平衡的一个条件。
如:对于一个已达平衡的可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应)。如果既增大压强,又升高温度,我们就不能用勒夏特列原理判断平衡向哪个反应方向移动了。因为增大压强,使平衡向正反应方向移动,而升高温度又会使平衡向逆反应方向移动,我们无法判断出平衡向哪个方向移动。
4、“减弱”并不等于抵消和消除。
增大一种反应物浓度化学平衡会向正反应方向移动。如对于反应a(g)+b(g) c(g),增大a的浓度,平衡正向移动,此时我们都知道a、b浓度减小,c浓度增大,达到新平衡时,要使平衡常数不变,a浓度会不
会降低到等于或小于原平衡浓度呢?根据K=c(c)/c(a) c(b)可知,新平衡中a浓度应大于原平衡浓度,由此可见,平衡移动的结果,仅仅是减弱外界条件的影响,而不能完全抵消外界条件的变化量。