冰醋酸
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勒夏特列原理(勒沙特列原理)
在有气体参加或生成的可逆反应中,当增加压强时,平衡总是向体积缩小的方向移动,比如在N2+3H2 =2NH3这个可逆反应中,达到一个平衡后,对这个体系进行加压,比如压强增加为原来的两倍,这时旧的平衡要被打破,平衡向体积缩小的方向移动,即在本反应中向正反应方向移动,建立新的平衡时,增加的压强即被减弱,不再是原平衡的两倍,但这种增加的压强不可能完全被消除,也不是与原平衡相同,而是处于这两者之间。
几乎所有的平衡移动的问题都可以用勒夏特列原理来解释和判断。
一.原理
勒夏特列原理: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。
二.内涵
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,即反应向正方向进行。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,即反应向正方向进行。反之亦然。
压强对化学平衡的影响
在有气体参加或生成的可逆反应中,当增加压强时,平衡总是向体积缩小的方向移动,比如在N2+3H2 =2NH3这个可逆反应中,达到一个平衡后,对这个体系进行加压,比如压强增加为原来的两倍,这时旧的平衡要被打破,平衡向体积缩小的方向移动,即在本反应中向正反应方向移动,建立新的平衡时,增加的压强即被减弱,不再是原平衡的两倍,但这种增加的压强不可能完全被消除,也不是与原平衡相同,而是处于这两者之间。
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。
当我们遇到涉及平衡移动的问题时,只要正确运用勒夏特列原理来分析,都可以得出合适的答案的。
说明:催化剂只能缩短达到平衡所需时间,而不能改变平衡状态(即百分组成)
利用化学平衡的概念,对比K和J大小,可以判断系统中的反应混合物是否达到平衡,以及平衡将向哪个方向移动。即:J 〉K,平衡向左移动;J〈 K,平衡向右移动;J = K,达到平在有气体参加、有气体生成而且反应前后气体分子数变化的反应中,在其他条件不变时,增大压强(指压缩气体体积使压强增大),平衡向气体体积减小方向移动;减小压强(指增大气体体积使压强减小),平衡向气体体积增大的方向移动。例如:在反应N2O4(g)---2NO2(g)中,假定开始时N2O4的浓度为1mol/L,NO2的浓度为2mol/L,K=2^2/1=4;体积减半(压强变为原来的2倍)后,N2O4
的浓度变为2mol/L,NO2的浓度变为4mol/L,(K变为4^2/2=8,K增大了,即可用K来判别),所以就要向减少反应产物(NO2)的方向反应,即有更多的NO2反应为N2O4,减少了气体体积,增加的压强即被减弱,但这种增加的压强不可能完全被消除,也不是与原平衡相同,而是处于这两者之间。注意:恒容时,充入不反应的气体如稀有气体导致的压强增大不能影响平衡.
压力有分压和总压两个含义。故压力对化学平衡的影响应分为组分气体分压对
化学平衡的影响和系统总压对平衡的影响两个方面来讨论。浓度对平衡的影响完全适用于分压对平衡的影响,因为由理想气体方程可导出p=cRT的变式,说明分压与浓度是成正比的,而总压对平衡是否有影响,须看反应前后气体分子的总数是否变化,若反应前后气体分子总数不变表明平衡不会随系统总压的改变而发生改变;
3)温度:升高反应温度,则反应向着减少热量的方向进行,即放热反衡状态。这一关系式被称为化学平衡的质量判据,是与上面的能量判据相对应的。为便于记忆,可缩写为:
J K
自然,我们作此判断时假设反应不存在动力学的障碍。若系统的动力学性质不明,以上判断仅为反应方向的预测。
Every system in stable chemical equilibrium submitted to the influence of an exterior force which tends to cause variation either in it s temperature or condensation ( pressure,concent ration,number of molecules in the unit of volume),in it s totality or only in some of it s part s,can undergo only those interior modifications change of temperature,or of condensation,of a sign cont rary to that resulting f rom the exterior force.
从动力学角度看
:
反应开始时,反应物浓度较大,产物浓度较小,所以正反应速率大于逆反应速率。随着反应的进行,反应物浓度不断减小,产物浓度不断增大,所以正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大。当正、逆反应速率相等时,系统中各物质的浓度不再发生变化,反应达到了平衡。
化学平衡是动态平衡。
2.化学平衡状态的标志
(1) 同一物质的v正=v逆≠0;
(2) 反应混合物中各组分的百分含量保持不变。
(3) 相关物理量不再随反应时间的改变而改变。
3.平衡移动方向的判断:v正>v逆正向移动;v正 v正=v逆不移动 4.等效平衡 (1)恒温恒容条件下的可逆反应,①若新平衡与原平衡投料相等即原子守恒,则新平衡与原平衡等效;②若该可逆反应反应前后气体体积不变,则投料比相等,平衡亦等效。 (2)恒温恒压条件下的可逆反应,投料比相等,平衡等效。 (3)采用极端分析法判断投料或投料比是否相等。 5.解图像题思路 (1)看清图像:一看纵横坐标意义;二看曲线变化趋势;三看起点、折点、终点;四看相关量的关系。 (2)联想规律,准确推断。通过联想外界条件对化学反应速率,化学平衡的影响规律,挖掘图像中蕴含的化学意义。仔细分析,得出正确结论。 勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的一个条件,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 含义:(1)若增大反应物的浓度,平衡移动的结果应使反应物的浓度减小,即只能向正反应方向移动. (2)若增大平衡体系的压强,平衡移动的结果应使体系的压强减小,即平衡向气体体积减小方向移动. (3)若升高温度,平衡移动的结果应使体系的温度降低,即平衡向吸热方向移动. (4)若加水稀释,溶液中的平衡体系应向微粒数目增加方向移动.例如: CH3COOH=CH3COO (-) +H (+)