恒温恒压等平衡问题

原文地址：勒沙特列原理（课堂实录）作者：yinfei

课题：勒沙特列原理（高三复习课）

时间：2011-3-8

课堂实录（张亚红老师根据录象资料记录整理）

引入：

某人买体育彩票，中了十万块钱，他兑奖的时候能拿到多少？只有八万块。还有两万到哪里去了？交税了。这就说社会的平衡机制在起作用，平衡向减弱他十万块钱突变的方向发生了移动。

有家男主人病倒了，本来他每月挣4000的，这下困难了。有关部门给他家每月补助800块。和谐社会送温暖，社会的平衡机制起的作用，平衡向着减弱他4千块钱损失的方向发生了移动。

那个人去兑奖了，人家说，十万块钱，你一分都拿不到，全都交税了，可能吗？不可能，以后你那彩票卖给谁去？所以是减弱而不是抵消。那家人病倒了，有关部门每个月给他补助5千块，可能吗？社会承受不起。-------所以是减弱而不是抵消，更加不是倒贴。

复述：师生一起齐声复述勒沙特列原理。

强调：勒沙特列原理中最关键的是六个字——减弱这种改变

具体实例一：合成氨N2+3H2⇌2NH3+Q

板书：写出该反应的化学方程式。

平衡当然对可逆过程而言。怎么知道这个反应放热？化合反应绝大部分都是放热的，反例很少，分解反应绝大部分是吸热的，比如说煅烧石灰石，为什么要煅烧？因为这个分解是吸热的。比如说实验室制氧气要持续加热，因为氯酸钾的分解是吸热的。

平衡的意思是什么？相当于左边有4亿个分子反应过去了，同时右边有2亿个分子又回来了。这就平衡了。或者说有2亿的氨分子生成了，同时有2亿的氨分子又分解了。2亿=2亿。然后呢，我们对它搞些破坏。

1、恒容加氮气

在恒容的情况下，把氮气充进去。（画图）比如说这里有一个刚性的容器，三种气体就窝在这个容器中较劲，平衡了。然后在容器的一侧用一个针筒把氮气加进去，在氮气加进去的那个时刻，就增加了正方的力量，反应物分子之间碰撞的机会增多了，正反应速率提高了。（画图）横坐标是时间，纵坐标是速率。本来是平衡了，正反应速率等于逆反应速率，氮气加进去时正反应速率提高了，逆反应速率没有变化，因为浓度没有变化，这个容器的体积没有变化。所以在图像上该时刻逆反应速率这点还在原处，以后这个正反应速率压过逆反应速率，平衡就要发生移动，然后，在新的基础上达到一个新的平衡，刚才是2亿等于2亿，一会可能2.5亿等于2.5亿。平衡向正向移动的结果，氨气的浓度提高了，氢气的浓度下降了，那么氮气的浓度升高还下降的呢？平衡是向正向移动的呀，只是交一点稅而已，大头还是自己留下了，这就是勒沙特列原理的那六个字，减弱这种改变，所以(氮气的浓度)最终还是升高的。如果我们在这里加一个氮气的转化率αN2，它是升高还是下降的？应是下降。为什么？新氮老氮要一起算，而且加进去的新氮，再强调一遍，它只是交了一点税，大头还是自己留下了，所以新氮老氮一起算，氮气的转化率一定是下降的。（完成表格）2、恒容加HCl气体

加进HCl气体后，结合了氨气，结果变成了固体的物质，离开了这个气相，离开了这个平衡体系，氨气浓度减少了，平衡应该正向移动。（画图）原来是2亿等于2亿，加进HCl气体的那一时刻，逆反应速率下降，正反应速率不变，因为当时正反应的反应物浓度没有变化。这样，正反应速率压过逆反应速率，平衡向正向移动。正向移动的结果，氢气的浓度应该下降，氮气的浓度下降，这都没话好讲吧，那氨气的浓度呢？下降还是升高？下降。4千块钱的损失只给他补了8百块，勒沙特列原理说的很清楚，减弱这种改变，不可能补到原来的水平，所以最后还是下降了。（完成表格）

3、加压

把刚才的容器改成有活塞的，这个活塞可以往里面推，把气体挤进去，活塞往里面推的时候，氮气、氢气反应物受到挤压，氨气也受到挤压，也就是双方的浓度都是增大的，（画图）本来是2亿等于2亿，在加压的那个时刻，这两点（正、逆反应速率）都跳上去了，谁跳得更高？谁跳的幅度更大？有句话叫“树大招风”，你看左边这棵树大还是右边这棵树大？左边。别忘了，当这个平衡的时候，是左边4亿个投入和右边2亿个投入之间的对峙，4亿对2亿投入之间的对峙，当然是左边这棵树大了，所以在共同挤压的情况下，左边所产生的效益应该是更加显著，所以正反应速率应

该跳的幅度更高，平衡向着正向移动。正向移动的结果，氨气的浓度当然是提高了，那么氮气和氢气的浓度是提高了还是下降了呢？提高了。为什么？先加的浓度。然后再移动，这个移动是移不到原来的水平的。------只是交了一点税。所以这个浓度肯定是提高的。请大家记一句话“树大招风”。当然这个结果还是勒沙特列原理的那个结论，减弱这种改变。本来它是100个大气压，加了50个大气压，结果平衡向着分子数减小的方向移动，就是说压强扣掉了10，变成了140，这个140是高于原来的100，低于150的。-----（完成表格）这个加压是体积变化，所以物质的量的变化和浓度的变化不是一回事，毕竟平衡是向正向移动，氨气的物质的量提高，氮气、氢气物质的量是下降的，

4、恒容加惰性气体

用一个针筒把氦气加进去，氦气加进去，总压是提高的，但是具体落实到氮气、氢气、氨气，它们的浓度提高了吗？没有，还是那点体积，还是那点分子数，你说它们的分压也好，你说它们的密度也好，你说它们的浓度也好，实际上都没有任何的变化。所以我们说，在这种情况下，平衡不发生移动。（完成表格）

5、恒压加氦气

这个恒压是指总压，氦气压进去，总压还要不变化，那当然要扩大体积了，这个活塞要往外拉，宽松了，放开了，各物质浓度都下降了（这里的浓度指的是物质的量浓度），（画图）两点都是下降的，谁下的幅度更多？谁受的影响更大？还是树大招风，刚才你占便宜占得多，现在你损失也大了。正方的损失更大，所以正反应速率下降的幅度明显高于逆反应速率下降的幅度，平衡向逆反应方向移动。逆向移动的结果，氨气的浓度下降，氮气和氢气的浓度下降还是提高？虽然平衡向左移动，但补不到原来的水平。本来是体积扩大，浓度下降了，平衡向左移动，对它进行适当的补偿，但一定补不到原来的水平。所以浓度是下降的。（完成表格）最后的结果还是勒沙特列原理的那个结论，减弱这种改变。体积扩大后，各物质分压下降了，平衡向着分子数增大的方向移动。

6、恒容加热

加热，平衡应该向吸热方向移动，我们对勒沙特列原理还有个解释叫“顺其自然”，你要吸热，我给你加热，平衡向左边移动。（画图）两点都上去，逆反应速率升的更多，最后的结果还是勒沙特列原理的那句话，给它加热，平衡向吸热的方向移动，扣掉你一点温度。（完成表格）

7、催化剂

加入催化剂，平衡不移动，实际的情况是，正逆反应速率都提高了，而且提高的幅度是相同的，本来是2亿等于2亿，现在是3亿等于3亿了。