对勒夏特列原理及化学平衡常数的运用的几点思考

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勒夏特列原理透析

勒夏特列原理透析

勒夏特列原理透析勒夏特列原理透析张春光勒夏特列原理又名“平衡移动原理”,是中学化学非常重要的内容,可以解释所有平衡移动的问题,一直是高考的重点、难点,学生学习起来一头雾水,掌握的不尽如意,所以这一部分的教学一直是各位同仁感到头疼的问题。

下面我就结合我多年的教学经验说说我的做法与各位探讨。

内容: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。

勒夏特列原理是指在一个平衡体系中,若改变影响平衡的一个条件,平衡总是要向能够减弱这种改变的方向移动。

比如一个可逆反应中,当增加反应物的浓度时,平衡要向正反应方向移动,平衡的移动使得增加的反应物浓度又会逐步减少;但这种减弱不可能消除增加反应物浓度对这种反应物本身的影响,与旧的平衡体系中这种反应物的浓度相比而言,还是增加了。

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。

最后我把勒夏特列原理的内容总结成了六个字“对着干,干不过”。

把平衡的移动采用“分箱子”的方法。

例一:反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) △H<0 ,达到化学平衡,改变下列条件,根据反应体系中的变化填空:①若N2的平衡浓度为a mol/L,其他条件不变时,充入N2使其浓度增大到b mol/L后平衡向——————方向移动,达到新平衡后,N2的浓度为c mol/L,则a、b、c的大小为———————;②若平衡体系的压强为P1,之后缩小反应体系体积使压强增大到P2,此时平衡向——————方向移动,达到新平衡后体系的压强为P3,则P1、 P2、 P3的大小为——————————;③若平衡体系的温度为T1,之后将温度升高到T2,此时平衡向——————方向移动,达到新平衡后体系的温度为T3,则T1、T2、 T3的大小为——————————。

勒夏特列原理和化学平衡常数学习现状的调查分析和教学反思

勒夏特列原理和化学平衡常数学习现状的调查分析和教学反思

勒夏特列原理和化学平衡常数学习现状的调查分析和教学反思1 问题的提出化学平衡是“化学反应原理”的一个重要课题,新课程更不例外,但新教材引入了平衡常数,课程标准要求学生知道平衡常数的含义。

那么现在学生在解决化学平衡问题时是更习惯用传统的勒夏特列原理还是新引入的平衡常数呢?平衡常数的引入能否消除学生对勒夏特列原理可能存在的一些迷思概念,从而有效提高学生解决平衡问题的能力呢?在学生学习完化学平衡的全部知识之后,对所在年级的部分学生进行了一次学习现状调查。

2调查对象与时间调查对象:金陵中学高二年级部分班级学生有效调查人数:200人调查时间:2010年1月3 调查内容[题1] 一定温度下,某真空密闭容器投入碳酸钙,发生反应CaCO 3(s)CaO(s)+CO 2(g),达到平衡后,现将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到化学平衡时,CO 2的浓度()A.增大为原来2倍B.比原来大,但比2倍小C.不变D.减小[题2] 一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g) + B(g) 3C(g),某次平衡时,A、B、C的物质的量分别为2 mol、1 mol、3 mol,其他条件不变时,若按下列4种配比作为起始物质,平衡后C的体积分数分数小于50%的是()A.2 mol A、1 mol He(不参加反应)和 3 mol C B.2 mol A和1 mol B C.1 mol A、2 mol B和3 mol C D.3 mol C[题3] 在容积不变的密闭容器中,2SO 2(g) + O 2(g)2 SO 3(g) Δ H <0已达到平衡,升高体系的温度,对于化学平衡的移动有人认为:从温度升高看,平衡向左移动,但温度升高,体系压强随之增大,平衡又会向右移动,因而无法确定。

你怎么看?请说明理由。

[题4] 在容积可变的密闭容器中,2SO 2(g) + O 2(g)2 SO 3(g) 达到平衡后,保持容器的温度和压强不变,充入惰性气体,平衡将向哪个方向移动?简述你的判断理由。

浅谈勒夏特列原理在化工生产中的综合应用

浅谈勒夏特列原理在化工生产中的综合应用

浅谈勒夏特列原理在化工生产中的综合应用
勒夏特列原理是化学平衡的一个基本原则,也是化工生产中一个重要的理论工具。


原理描述了化学反应达到平衡时,反应物和产物的摩尔数之间的关系。

在化工生产中,勒
夏特列原理可以应用于多种化学反应过程的设计和优化。

首先,勒夏特列原理可以应用于反应物和产物之间的化学平衡计算。

例如,在氨合成
反应中,勒夏特列原理可以用来预测在什么条件下反应产生最多的氨。

因为勒夏特列原理
明确了反应物和产物之间的比例关系,可以通过计算不同反应条件下氨与氮气和氢气的摩
尔比来确定最优反应条件,以最大化氨的生产。

其次,勒夏特列原理可以帮助设计合适的反应器。

反应器的设计通常要考虑多种因素,如反应速率、热效应和操作密度等。

勒夏特列原理可以用来确定反应器中反应物的浓度和
产物的收率,以帮助设计合适的反应器容积和反应条件。

此外,勒夏特列原理也可以用来预测反应平衡随着温度和压力的变化而变化的方向和
幅度。

这对于设计反应过程和实际操作有很大的影响。

例如,在乙烯制乙醇反应中,勒夏
特列原理可以用来预测在不同温度和压力下反应物与产物的比例,并确定如何控制反应条
件来实现最佳生产效率。

综上所述,勒夏特列原理在化工生产中具有广泛的应用。

它可以帮助确定最优反应条件、设计合适的反应器,并预测反应平衡随着温度、压力等因素的变化。

因此,掌握勒夏
特列原理对于提高化工生产过程的效率和质量具有重要意义。

勒夏特列原理对教师理解化学平衡的负面影响

勒夏特列原理对教师理解化学平衡的负面影响

和压强不变, 充入 01 140 mol N 2, 平衡会向哪个方
向移动?
样本包括 12 位香港高中化学教师, 他们的教学
经验从 3 年到 18 年不等, 平均教龄 81 8 年。每个放
声思考的访问需时 30 至 55 分钟, 平均 38 分钟。研
究结 果发现, 12 位 教师都误以为 平衡一定向右 移
L CP。但其实, 很少有平衡问题只涉及 1 个条件的
改变, 充入 N 2 的物质的量与体 积的增幅并非独立 的变项。De H eer[ 3] 曾提醒大家, 如果变项之间互
相独立存在, 才会构成一个复 杂的化学平衡 问题。
例如, 即使题 2 改用体积不可变的容器, 在恒温下加
入 N 2 会增加浓 度, 那么压强也一定随 之增大。假
如题 2 改为充入 N 2 同时下降反应温度, 那么平衡
问题就真的变得复杂了。
另外, 有些香港的化学教师认为 L CP 仍具有在
高中化学课程中存在的价值, 因为公开考试是不谈
论类似题 1 或题 2 的恒压化学平衡问题的。但需要
指出的是, 要回避的化学平衡问题其实不只一类, 在
其他情况下运用 LCP 亦会出现模棱 两可的答
所以, 反应商可表示为:
Q=
[ NH3] 2 [ N2] [ H2] 3
=
n2 NH3 V
n N2 nH2
3=
( nNH3 ) 2 ( V ) 2 ( nN2 ) ( nH2 ) 3
VV
=
( 01 204) 2 ( 11 15) 2 ( 01 650) ( 01 197) 3
=
111 08
由于 Q > K , 平衡必须向左移动, 产生更多 N2

勒夏特里原理理解与运用

勒夏特里原理理解与运用

勒夏特里原理理解与运用由于绝大多数化学反应都有一定的可逆性,要用化学平衡的概念来描述反应完成后的状态。

所以研究外界条件改变对化学平衡的影响,就成了化学教学中一个重要内容。

而勒夏特里原理就是,判别外界条件改变对化学平衡有何影响的较常用工具之一。

一、勒夏特里原理的理论依据如果说勒夏特里在1887年,概括出这个原理时,还有一定的经验性的话。

现在,人们对这个原理的认识,早已上升到了有严谨理论支撑的高度。

在无机化学教材中就有这些定量的讨论,这里就不再赘述[1]。

但这些定量的讨论与勒夏特里原理间衔接的并不很好。

在实际教学中,教师可以考虑采用下述的方法来“导出”这个原理:对溶液中的任意的可逆反应,aA+bB=dD+eE。

当其达到平衡状态后,其中各物质的活度分别为αA、αB、αD和αE,它们之间要满足热力学平衡常数(也叫标准平衡常数)关系式 (1)如果改变这个平衡的条件(如某物质的浓度,或压强),就会使体系处于非平衡的状态。

这时,反应将向哪个方向进行呢?最为严格的讨论,当然是计算该体系的自由能变了。

其自由能变为负值(Δr G<0),表示反应要正向进行。

当反应的自由能变为正值时,反应是要逆向进行的。

计算非标准状态下反应的自由能变,当然要用到下面的化学反应等温式,Δr G=Δr G°+RT ln J a (2)由于其中的Δr G°= -RT ln K,所以化学反应等温式还可以被写为, (3)其中的J a是活度商。

1. 浓度对化学平衡的影响当所讨论的对象是在溶液中进行的反应时,式(3)可被改写为 (4)其中的K c为浓度平衡常数,数值上与标准平衡常数相等。

J c为浓度商。

如果,只改变反应物中A的浓度,令c A= n[A],则c A a=(n[A])a。

而其它物质的浓度都保持不变(即仍有c B b=[B]b等),则式(4)可变为。

(5)用这个式(5)可以进行以下的讨论:(1)当增大A的浓度(也就是n>1)时,式(5)中最后的分数项就会小于1,导致自然对数项为负值,而使反应的自由能变(Δr G)也为负值。

勒夏特列原理和化学平衡常数学习现状的调查分析和教学反思

勒夏特列原理和化学平衡常数学习现状的调查分析和教学反思

勒夏特列原理和化学平衡常数学习现状的调查分析和教学反思近年来,勒夏特列原理和化学平衡常数作为化学学科中的重要内容,受到了广泛的关注和研究。

针对该学习内容的学习现状,本文进行了相关调查并进行了分析,同时结合教学实践进行反思和探讨,旨在为教师提供有价值的参考和启示。

一、勒夏特列原理和化学平衡常数学习现状的调查通过对一定数量的学生进行问卷调查,了解他们对勒夏特列原理和化学平衡常数的学习情况和理解程度。

结果显示,大部分学生在学习过程中对勒夏特列原理和化学平衡常数的概念和意义有了一定的了解,但在实际运用和解决问题时存在一定的困难。

1. 学生对勒夏特列原理的理解调查中发现,学生对于勒夏特列原理的理解程度有所差异。

一部分学生仅停留在口头掌握的层面,对原理的具体应用和解决问题的方法不够明确。

另一部分学生可以阐述勒夏特列原理的内涵,但在具体实践中缺乏灵活运用的能力。

总体而言,学生对勒夏特列原理的理解还有待进一步提高。

2. 学生对化学平衡常数的认知化学平衡常数作为勒夏特列原理的重要指标,对于学生而言,能否正确理解其概念和计算方法是非常关键的。

调查结果显示,大部分学生对于化学平衡常数有了一定的认知,但在计算过程中容易出现公式应用和计算错误的问题,需要加强实践操作和解题训练。

二、勒夏特列原理和化学平衡常数学习现状的分析1. 学习难点的原因分析根据调查结果和对学生学习过程的观察,学习勒夏特列原理和化学平衡常数的难点主要体现在以下几个方面:(1)概念理解不够深入:学生对于勒夏特列原理和化学平衡常数的概念理解较为薄弱,仅停留在表面层面,无法理解其内涵和实质。

(2)缺乏实践操作的机会:学生在学习过程中缺乏充分的实践操作机会,难以将理论知识与实际问题相结合,形成有效的运用能力。

(3)计算方法掌握不到位:化学平衡常数的计算方法相对复杂,容易出现公式应用错误和计算失误,需要进行更多的实践训练和指导。

2. 教学方法和策略的反思(1)提高概念的理解程度:在教学过程中,应通过案例分析、实验演示等方式,引导学生深入思考,理解勒夏特列原理和化学平衡常数的内涵和意义。

勒夏特列原理的运用与化学平衡移动化学量改变的问题

勒夏特列原理的运用与化学平衡移动化学量改变的问题

勒夏特列原理的运用与平衡移动化学量改变的问题一、勒夏特列原理的运用1、用于判断平衡移动的方向;2、用于选择反应的条件;3、用于判断气体反应的计量系数特征;4、用于判断反应混合物的状态;5、用于分析反应的能量特征,是吸热反应还是放热反应?6、用于解释工业合成和生活实际中平衡移动的问题7、用于分析平衡移动的图像8、用于判断反应混合物化学量的改变二、化学平衡移动与化学量的改变1、化学平衡移动的标志:生成物的物质的量增多,标志平衡朝正反应方向移动;生成物物质的量减少,标志平朝逆反应方向移动。

V正≠V逆是平衡移动的根本原因。

2、一般来说,生成物物质的量增多,会导致反应物物质的量减少,反应物转化率增大,反应物百分含量减少,生成物百分含量增加;生成物物质的量减少,会导致反应物物质的量增加,反应物转化率降低,反应物百分含量增加,生成物百分含量减少。

但转化率和反应混合物中组分的百分含量却不能作为平衡移动的标志,有几种特殊情况需要把握。

①对于一个气体分子数减少的反应,如2SO2+O22SO3,在同温同体积的密闭容器中进行反应,如果同时等倍增加SO2和O2的量,平衡向正反应方向移动,SO2和O2的转化率会提高,SO2和O2的体积分数会减少,SO3的体积分数会增加。

②对于一个气体分子数不变的反应,如:H2 (g)+I2 (g)2HI(g) ,在同温同体积的密闭容器中进行反应,如果等倍增加H2和I2的量,平衡会向正反应方向移动,但H2和I2的转化率不变,SO2和O2的体积分数不变,SO3的体积分数也不变。

③对于一个气体分子数增大的反应,如:N2O42NO2 ,在同温同体积的密闭容器中进行反应,如果等倍增加N2O4的量,平衡会向正反应方向移动,但N2O4的转化率降低,N2O4体积分数增大,SO3的体积分数也减少。

三、强化练习1、已知反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g)的△H<0,下列说法正确的是()A、升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小B、升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间C、达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D、达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动2、在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g)+CO(g)=12N2(g)+CO2(g);△H=-373.2 kJ/mol,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是()A、加催化剂同时升高温度 B 加催化剂同时增大压强C、升高温度同时充入N2 D 降低温度同时增大压强3、在体积可变的密闭容器中,反应mA(g)+nB(s)pC(g)达到平衡后,压缩容器的体积,发现A的转化率随之降低。

对应用勒夏特列原理的思考

对应用勒夏特列原理的思考

对应用勒夏特列原理的思考作者:乐瑜来源:《化学教学》2014年第02期摘要:从2013年上海一道高考题引出对勒夏特列原理的思考,对多数教师总结的“减弱而不抵消”的提法提出质疑,并针对勒夏特列原理只是定性判断平衡转化量提出用化学平衡常数来弥补它的不足。

关键词:勒夏特列原理;高考试题;化学平衡常数文章编号:1005–6629(2014)2–0074–02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B1 问题的提出2013年上海高考题第20题考查的是学生对勒夏特列原理的应用,原题如下:B.平衡时,单位时间内n(A)消耗: n(C)消耗=1:1C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动D.若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C,达到平衡时放出热量Q此题的关键是判断B的状态,对于可逆反应A(s) B+C(g),达平衡后缩小容器体积,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向移动,又根据“减弱而不抵消”的原则,达新平衡时C (g)的浓度应比原平衡的浓度大,而这与题干矛盾了,是平常的教学讲得太绝对了,还是试题有问题?带着疑问,笔者又一次打开书本,并通过查阅文献,再次来认识勒夏特列原理。

2 勒夏特列原理分析苏教版《化学反应原理》中关于勒夏特列原理的描述为“改变影响化学平衡的一个因素,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动”[1]。

勒夏特列原理对判断平衡移动方向给出了判断的依据,即“减弱”,在实际教学中,多数老师对“减弱”的理解为“减弱,但不抵消”,也有的老师将其更生动地表述为“对着干”,但“胳膊拧不过大腿”,这一形象的描述使学生印象深刻。

但据此分析这道高考试题,会发现题干有问题,而高考题毕竟是深思熟虑的,出错的几率较小。

于是笔者又寻找关于勒夏特列原理的其他描述,在百度百科上有它的英文描述“Every system in stable chemical equilibrium submitted to the influence of an exterior force which tends to cause variation either in its temperature or condensation(pressure, concentration, number of molecules in the unit of volume), in its totality or only in some of its parts, can undergo only those interior modifications change of temperature, or of condensation, of a sign contray to that resulting from the exterior force.”译文为“任何稳定化学平衡系统承受外力的影响,无论整体地还是仅仅部分地导致其温度或压缩度(压强、浓度、单位体积的分子数)发生改变,若它们单独发生的话,系统可以做内在的调节,使温度或压缩度发生变化,该变化与外力引起的改变是相反的。

对应用勒夏特列原理的思考

对应用勒夏特列原理的思考

对应用勒夏特列原理的思考
勒夏特列原理(Le Chatelier's Principle)是描述化学平衡的重要原理,它表明当一个化学系统处于平衡状态时,如果外界条件改变,系统会产生一些相应的反应,以恢复平衡状态。

应用该原理可以帮助我们预测和解释化学反应的行为和特性。

例如,如果我们在一个平衡反应中增加了反应物的浓度,则根据勒夏特列原理,反应会向消耗更多反应物的方向移动,以恢复平衡状态。

另外,如果我们增加了反应温度,反应会向吸收更多热量的方向移动,以抵消外界条件的影响并恢复平衡状态。

应用勒夏特列原理的思考可以帮助我们更好地理解化学反应的行为,并有助于我们优化化学反应的条件。

在化学工业中,勒夏特列原理的应用也很广泛,因为工业过程中需要控制反应的速率和效率,以提高产品产率和质量。

化学反应的平衡常数变化原因

化学反应的平衡常数变化原因

化学反应的平衡常数变化原因化学反应的平衡常数是指在恒定温度下,反应物浓度与生成物浓度的比值的平衡值。

它反映了反应体系达到平衡时反应物和生成物的相对浓度。

在某些情况下,化学反应的平衡常数可能会发生变化,本文将探讨这些变化的原因。

1. 温度的影响温度是影响化学反应平衡常数的重要因素之一。

根据勒夏特列原理,当增加反应体系的温度时,反应的平衡常数通常会增大。

这是因为温度升高会导致反应体系中分子的平均能量增加,更多的反应物分子具备足够的能量以克服活化能,从而提高反应速率。

在平衡态下,反应物和生成物的浓度比值也会相应增加。

2. 压力或浓度的变化压力或浓度的变化也可以引起化学反应的平衡常数变化。

在气相反应中,根据勒夏特列原理,当压力增加时,平衡常数通常会增大,即反应向生成物的方向移动。

这是因为增加压力会导致反应体系体积变小,相对较少的分子在小空间中更容易相互碰撞,从而增加反应速率。

对于溶液中的反应,浓度的变化同样会影响平衡常数。

增加溶液中某种物质的浓度可以推动平衡向反应物或者生成物的方向转移,以减小浓度差异。

反之,减少某种物质的浓度则会推动反应向另一方向移动。

3. 添加催化剂催化剂是加速反应速率但在反应结束时不参与反应的物质。

添加催化剂可以降低反应的活化能,使更多的分子具备足够的能量来反应。

虽然催化剂不直接影响平衡常数的值,但它加速了反应的前进和逆向反应的速率,使平衡达到更快的状态。

4. 反应物或生成物浓度的变化当改变反应物或生成物的浓度时,这也会导致平衡常数的变化。

根据勒夏特列原理,当增加某种物质的浓度时,反应会向减少这种物质的方向移动,以减小浓度差异。

相反,如果减少某种物质的浓度,反应就会朝着增加其浓度的方向移动。

5. 外加电场或磁场在某些特殊情况下,外加电场或磁场的存在也可以改变化学反应的平衡常数。

这是因为外加电场或磁场可以影响反应物分子的运动方向和速率,从而改变反应的平衡位置。

这种影响通常与反应物种的电荷性质或磁性有关。

化学反应的平衡实验

化学反应的平衡实验

化学反应的平衡实验化学反应的平衡实验是化学实验中重要的一部分,通过该实验可以了解反应在不同条件下的平衡态以及影响平衡的因素。

本文将介绍化学反应平衡实验的基本原理、实验步骤以及实验中的注意事项。

一、实验目的本实验的主要目的是通过观察和测量不同条件下化学反应的平衡状态,了解反应的平衡常数和影响平衡的因素。

二、实验原理化学反应平衡实验基于“勒夏特列原理”和“平衡常数”概念。

勒夏特列原理指出,在恒温下,当化学反应达到平衡时,各物质的摩尔浓度之比与平衡常数之比相等。

平衡常数表示了在平衡状态下的反应物和生成物之间的浓度关系。

对于一般的化学反应:aA + bB ↔ cC + dD平衡常数Kc可表示为:Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中,[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的摩尔浓度。

三、实验所需材料和仪器1. 烧杯、容量瓶等实验室常用玻璃仪器2. 硫酸铜(CuSO4)、亚硫酸钠(Na2S2O3)等化学试剂3. pH计、天平等实验室常用仪器四、实验步骤1. 实验准备:a. 清洗实验设备,保证无杂质干净。

b. 准备好所需化学试剂,称取适量。

2. 实验操作:a. 在烧杯中取一定质量的硫酸铜,并加入适量的水溶解,形成蓝色溶液。

b. 使用酸碱滴定法,将亚硫酸钠溶液逐滴滴加到硫酸铜溶液中,同时用pH计检测溶液的pH值。

c. 当溶液从蓝色变为无色时,记录滴加的亚硫酸钠溶液的体积V。

3. 数据处理:a. 计算出亚硫酸钠的浓度C(mol/L)。

b. 根据勒夏特列原理和平衡常数的公式,计算出反应物和生成物的浓度比。

c. 根据平衡常数与浓度的关系,求解平衡常数Kc。

五、实验注意事项1. 操作时要小心,避免溅入眼睛和皮肤,如有溅入,应立即用大量清水冲洗。

2. 实验室应有良好的通风设备,避免吸入有毒气体。

3. 所用玻璃仪器应检查无裂痕,使用时应避免突然的温差变化。

4. 实验室操作时应穿戴好实验服,戴上防护眼镜和手套。

勒夏特列原理与化学平衡常数相得益彰

勒夏特列原理与化学平衡常数相得益彰

课程篇勒夏特列原理与化学平衡常数是判断化学平衡移动的两种方法。

前者抓住化学平衡移动过程中的“动态”之美,突出化学平衡被打破前后的物质能量的变化(表现为反应前后温度的变化),体系中压强的变化,反应物、生成物浓度的变化。

后者抓住化学平衡移动过程中的“静态”之美,突出化学平衡打破后又重新达到平衡时,各组分浓度先发生变化后保持不变。

前者是定性的描述,后者是定量的判断。

一、问题的提出笔者设计了以下两个问题让学生判断化学平衡移动的方向。

问题1:一定温度(T)和压强(p)下,容积不变的1L恒温密闭容器内进行反应:N2(g)+3H2(g2NH3(g)当反应达到平衡状态时,再向体系充入0.2L N2(相同温度和压强),化学平衡朝哪个方向移动?简述你的判断理由。

问题2:一定温度(T)和压强(p)下,在装有移动活塞的密闭容器内进行反应:N2(g)+3H2(g2NH3(g)当反应达到平衡状态时,测得混合气体的体积为1L,再向体系充入0.2L N2(相同温度和压强),化学平衡朝哪个方向移动?简述你的判断理由。

学生经过思考后得出了以下的结论:问题1:结论1:加入0.2L N2后,N2的浓度增加,根据勒夏特列原理增加反应物浓度,平衡朝着减少反应物浓度的反应方向,即正反应方向移动。

结论2:加入0.2L N2后,N2的浓度增加,根据勒夏特列原理增加反应物浓度,平衡朝着减少反应物浓度的反应方向,即正反应方向移动,但是同时表观压强也增大,根据勒夏特列原理容器内压强增加,平衡朝着气态物质减少的方向移动,即正反应方向移动,所以平衡一定朝正反应方向移动。

结论3:根据浓度熵与化学平衡常数的大小比较,由于浓度熵小于化学平衡常数,所以平衡朝正反应方向移动。

具体计算过程如下:用V(NH3)、V(H2)、V(N2)分别表示平衡体系中三种气体的体积,根据题意此时三者的值均小于1。

根据pV=nRT,得n=pVRT=aV,(设a=p RT,在一定温度T和压强p下,a为一个常数),则n(NH3)=aV(NH3);n(H2)=aV(H2);n(N2)=aV(N2)。

化学平衡的移动与平衡常数调节:勒夏特列原理的应用

化学平衡的移动与平衡常数调节:勒夏特列原理的应用

化学平衡是化学反应中的一个重要概念,它描述了化学反应在达到一定条件后,反应物和生成物之间的浓度或压力保持不变的状态。

勒夏特列原理是化学平衡移动和平衡常数调节的重要原则之一。

勒夏特列原理是由法国化学家亨利-勒夏特列提出的,他根据化学平衡的观察和实验,总结出了勒夏特列原理的基本内容。

勒夏特列原理可以简单地概括为:“当系统处于平衡状态时,任何一种影响平衡条件的因素发生变化,平衡系统会对这种变化产生反应,以抵消变化的影响,将系统重新达到平衡状态。

”根据勒夏特列原理,我们可以利用平衡常数来调节化学平衡。

平衡常数描述了反应物和生成物的浓度之间的关系,可以简单地理解为反应物转变为生成物的程度的度量。

平衡常数越大,说明反应物转变为生成物的程度越高,反之亦然。

通过改变反应物和生成物的浓度或压力,我们可以改变平衡常数的值,从而调节化学平衡。

根据勒夏特列原理,如果我们增加某种反应物的浓度或压力,系统会倾向于减少该反应物的浓度或压力,以重新达到平衡。

同样,如果我们减少某种反应物的浓度或压力,系统会倾向于增加该反应物的浓度或压力,以重新达到平衡。

以NH₃和N₂O的反应为例:2NH₃(g) + N₂O(g) ⇌ 3N₂(g) + 3H₂O(g)在此反应中,当我们增加NH₃或N₂O的浓度或压力时,根据勒夏特列原理,系统会减少这些反应物的浓度或压力,以重新达到平衡。

因此,NH₃和N₂O的浓度或压力会下降,而N₂和H₂O的浓度或压力会增加。

与此相反,当我们减少NH₃或N₂O的浓度或压力时,系统会增加这些反应物的浓度或压力,以重新达到平衡。

因此,NH₃和N₂O的浓度或压力会增加,而N₂和H₂O的浓度或压力会下降。

这个例子说明了勒夏特列原理的应用,通过调节反应物和生成物的浓度或压力,我们可以改变化学反应的平衡,使其倾向于反应物或生成物的一方。

总之,勒夏特列原理是化学平衡移动和平衡常数调节的重要原则。

通过改变反应物和生成物的浓度或压力,我们可以调节化学平衡,使化学反应倾向于反应物或生成物的一方。

如何正确理解与应用勒夏特列原理?

如何正确理解与应用勒夏特列原理?

如何正确理解与应用勒夏特列原理?勒夏特列原理,又称平衡移动原理,各种版本教材对这个原理的表述大同小异。

高中化学人教版《化学反应原理》(2007年2月第3版)中关于勒夏特列原理的描述为:“如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动”。

勒夏特列原理是一条经验规律,可以很方便地分析平衡移动方向问题,大多数情况下也可以半定量判断平衡移动的结果,即“减弱”。

应用勒夏特列原理来判断平衡移动方向,因为操作简便而在高中化学中经常使用,但使用时一定要注意适用范围、准确理解,否则很容易得出错误结论。

1.勒夏特列原理指出了化学平衡的自发趋向,这种趋向是化学平衡系统的内部机制,无须外力帮助。

这里所指的化学平衡,不仅仅指化学反应,也包括相平衡(如水蒸气和冰的平衡)、溶解平衡(如啤酒瓶里的二氧化碳气体和溶解在啤酒里的二氧化碳的平衡或者氯化钠晶体与它的饱和溶液之间的平衡)等。

所有这些平衡,都是物质状态相互转化的平衡。

例如用勒夏特列原理解释,为什么生活中饮用的碳酸型饮料打开瓶盖倒入玻璃杯时会泛起大量泡沫。

碳酸型饮料中未溶解的二氧化碳与溶解的二氧化碳存在平衡:打开瓶盖时,压强减小,根据勒夏特列原理,平衡向释放二氧化碳的方向移动,以减弱压强减小对平衡的影响。

因此,碳酸型饮料打开瓶盖倒入玻璃杯时会泛起大量泡沫。

2.勒夏特列原理对已达成化学平衡状态的系统才是有效的,若系统没有达成化学平衡状态,无效。

所以,使用该原理之前先判断体系是否达到平衡状态。

3.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,对于化学平衡系统,若改变催化剂的用量或组成,不会引起平衡移动,因为催化剂不是维持化学平衡的因素。

4.勒夏特列原理不涉及动力学因素,不能预测平衡移动的快慢。

例如,利用勒夏特列原理可预判低温可以提高合成氨的理论产率,但它并不能判断需要多长时间才能有这样高的产率。

化学反应平衡常数的变化和应用

化学反应平衡常数的变化和应用

化学反应平衡常数的变化和应用化学反应平衡常数(Kc)是描述在一定温度下,化学反应达到平衡时各生成物和反应物浓度比值的常数。

平衡常数的变化和应用是化学反应原理中的重要内容,对于中学生来说,理解和掌握这一知识点对于深入理解化学反应的本质和提高解决问题的能力具有重要意义。

一、平衡常数的变化1.温度对平衡常数的影响:根据勒夏特列原理,当系统达到平衡时,温度变化会导致平衡位置的移动,从而改变平衡常数。

一般来说,放热反应的平衡常数随温度升高而减小,吸热反应的平衡常数则随温度升高而增大。

2.浓度对平衡常数的影响:平衡常数Kc是浓度比值的表达式,但平衡常数本身与浓度无关。

在一定温度下,平衡常数固定不变,改变反应物或生成物的浓度会影响平衡位置,但不会改变平衡常数。

3.压强对平衡常数的影响:对于有气体参与的反应,改变压强会影响平衡位置,但对于平衡常数的影响不大。

因为压强变化导致的体积变化会同时影响到反应物和生成物的浓度,使得浓度比值(即平衡常数)基本保持不变。

二、平衡常数的应用1.判断反应进行的方向:根据浓度商Qc与平衡常数Kc的相对大小,可以判断反应进行的方向。

当Qc < Kc时,反应向正反应方向进行;当Qc >Kc时,反应向逆反应方向进行;当Qc = Kc时,反应达到平衡。

2.计算平衡浓度:已知反应的平衡常数Kc和初始浓度,可以通过平衡常数表达式计算出平衡时各物质的浓度。

3.确定反应限度:平衡常数Kc反映了反应进行的程度,Kc越大,反应限度越高,反应进行得越完全。

4.工业生产中的应用:在工业生产中,通过调整温度、浓度等条件,可以使平衡常数有利于产品生成,从而提高产率。

5.科学研究中的意义:平衡常数的研究对于揭示化学反应的本质、探讨反应机理以及设计新反应具有重要意义。

综上所述,化学反应平衡常数的变化和应用是化学反应原理中的重要知识点。

掌握这一知识点,有助于中学生更好地理解化学反应的本质,提高解决问题的能力。

浅谈勒夏特列原理在化工生产中的综合应用

浅谈勒夏特列原理在化工生产中的综合应用

浅谈勒夏特列原理在化工生产中的综合应用勒夏特列原理(Le Châtelier’s principle)是化学平衡理论的基本原理之一,也被广泛应用于化工生产过程的设计、调控和优化中。

勒夏特列原理可以简要概括为当外界对化学系统施加压力时,该系统会经过一系列的反应来重新建立平衡。

在化工生产中,勒夏特列原理的综合应用可分为三个方面:反应平衡调控、热平衡调控和浓度平衡调控。

首先,勒夏特列原理在反应平衡调控中发挥重要作用。

在化工生产过程中,许多反应是可逆反应,通过控制反应物和产物的浓度来实现化学平衡的调控。

根据勒夏特列原理,当系统中反应物的浓度增加时,平衡将向反应物的生成反应方向移动,从而增加反应物的消耗。

相反,当系统中反应物的浓度减少时,平衡将向产物的生成反应方向移动,从而增加产物的生成。

因此,通过增加或减少反应物的浓度,可以调整化工生产过程中的反应平衡,实现更高的产率和更低的副产物生成。

其次,勒夏特列原理在热平衡调控中也有重要应用。

在化工生产中,很多反应是放热反应或吸热反应,反应过程中的热能会对反应的平衡产生影响。

根据勒夏特列原理,当外界向反应体系提供热量时,平衡将向吸热方向移动,反之,当外界从反应体系中吸收热量时,平衡将向放热方向移动。

因此,在化工生产过程中,可以通过控制反应体系的温度,来实现反应的热平衡调控。

例如,在放热反应中,可以通过对反应器进行冷却或使用惰性物质稀释反应物,来控制反应体系的温度,以保持平衡。

最后,勒夏特列原理在浓度平衡调控中也有广泛应用。

在化工生产中,涉及多相反应或溶液反应的过程中,溶液中各组分的浓度变化对反应平衡产生影响。

根据勒夏特列原理,当溶液中其中一组分的浓度增加时,平衡将向减少该组分的生成方向移动,反之,当溶液中其中一组分的浓度减少时,平衡将向增加该组分的生成方向移动。

在化工生产中,可以通过控制不同组分的供给速率,或者对反应液进行浓度调节,来实现反应的浓度平衡调控。

化学平衡与勒夏特列原理

化学平衡与勒夏特列原理

化学平衡与勒夏特列原理化学平衡是指在化学反应中,反应物转化为生成物的速率与生成物转化为反应物的速率相等的状态。

化学平衡是化学反应达到稳态的一种特殊状态,其反应物和生成物的浓度保持不变。

平衡态的实现离不开勒夏特列原理的作用。

勒夏特列原理是基于质量作为反应进程的指导原理,其核心思想是在达到平衡态时,反应物和生成物的浓度之积保持为常数。

勒夏特列原理可以用数学方式表达为以下公式:```Kc = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b```其中,Kc 表示平衡常数,[A]、[B]、[C] 和[D] 分别表示反应物A、B 和生成物 C、D 的浓度,a、b、c 和 d 分别表示反应物和生成物的摩尔系数。

勒夏特列原理的应用可以帮助我们理解和预测化学反应的平衡状态。

在平衡态中,根据勒夏特列原理,平衡常数 Kc 的值是恒定不变的。

当化学系统达到平衡时,无论如何改变反应条件(例如温度、压力、浓度等),平衡常数仍然保持不变。

这就意味着在平衡时,反应物和生成物之间的相对浓度总是按照一定的比例存在。

我们可以通过勒夏特列原理来推导和解释一些实际化学反应的平衡特性。

例如,对于平衡反应的热学特性,我们可以利用勒夏特列原理来确定平衡时的热力学稳定性。

如果一个反应在平衡时生成的热量大于反应吸收的热量,那么该反应是放热反应,此时平衡常数Kc 大于1。

相反,如果一个反应在平衡时生成的热量小于反应吸收的热量,那么该反应是吸热反应,此时平衡常数 Kc 小于 1。

此外,勒夏特列原理还可以通过平衡常数的比较来判断反应方向。

如果两个反应的平衡常数比较,Kc 值较大的反应向生成物的转化更有利,而 Kc 值较小的反应向反应物的转化更有利。

在实际应用中,我们可以通过改变反应条件来调节平衡态的浓度分布。

例如,通过改变温度、压力或浓度,我们可以使反应向某一方向偏移,从而实现对平衡态的控制。

总之,化学平衡是化学反应中重要的概念,而勒夏特列原理为我们解释和预测平衡态提供了基础。

浅谈如何进行化学平衡中勒夏特列原理的有效教学

浅谈如何进行化学平衡中勒夏特列原理的有效教学

浅谈如何进行化学平衡中勒夏特列原理的有效教学在数次的化学平衡教学中,勒夏特列原理的理解和教学都是难点,也是历年高考的考点,如何教会学生理解并使用勒夏特列原理,并将其应用于生活实际是个值得探讨的话题,因为它不仅涉及化学平衡,在后面弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶电解质的溶解平衡都将用到这个理论,因此有必要在关于勒夏特列原理的初次教学中让学生有效掌握,为后面的更深层次的学习打好基础。

标签:勒夏特列原理有效教学在以往的教学经历中,笔者发现一个问题:学生在学习人教版选修4《化学反应原理》时,刚开始的一章和第二章前两节学生都学得比较从容,但进入到第二章第三节《化学平衡》的学习时就问题频发,一些学生因此失去了学习化学的兴趣,一些学生从此进入了化学学习的痛苦深渊。

究其原因,都是没有在化学平衡的学习中抓住重点,没有领会勒夏特列原理带给我们的真正含义。

因此,笔者在此谈一些在勒夏特列原理有效教学中的看法和做法,与大家共勉。

勒夏特列原理可以说是贯穿高中化学学习的一个重要的理论,在高中阶段学生将会学到四大平衡:化学平衡、弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、难溶电解质的溶解平衡,而不管是哪种平衡的学习,都要用到勒夏特列原理。

在人教版选修4《化学反应原理》的课本内容中,勒夏特列原理的介绍仅用了一页文字和三个实验来说明,关于勒夏特列原理的定义也仅有此一句话:如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,这就是著名的勒夏特列原理。

三个实验分别是:K2Cr2O7的水解平衡,FeCl3和KSCN生成配合物的平衡,NO2和N2O4的相互转化,这几个实验讨论了反应物、生成物浓度变化和温度对平衡的影响,其实,还有很多知识没有体现在课本的文字当中,如压强的变化对平衡的影响的实验就未设计,催化剂对平衡的影响仅用了三行字来说明,它们这些因素的影响到底如何还需老师做出一个系统的分析并帮助学生理解掌握。

例谈“勒夏特列原理”处理化学平衡问题中的几个误区

例谈“勒夏特列原理”处理化学平衡问题中的几个误区

例谈“勒夏特列原理”处理化学平衡问题中的几个误区
作者:王雯
来源:《中学化学》2016年第04期
勒夏特列原理(即化学平衡移动原理)是学习化学过程中的一个极为重要的原理,两次诺贝尔奖得主鲍林曾在学生毕业典礼上告诫学生说,你可以忘记化学中的很多东西,但不要忘记勒夏特列原理!这足以说明勒夏特列原理的重要性。

然而在使用勒夏特列原理的时候,不能真正理解该定律为经验规律,使用过程中有一定的局限性和条件性,若使用不当,可能会走入一些误区,下面举例说明。

1.注意外界条件为恒温恒压还是恒温恒容
勒夏特列原理指出,若增大反应物的浓度,平衡将向正反应方向移动,该勒夏特列原理属于经验定律,使用过程中该定律主要适用于恒温恒容条件下,而恒温恒压条件下,增大一种反应物的浓度,另外一种反应物的浓度可能会减少,勒夏特列原理可能会失去其意义,此时,若借助化学平衡常数与浓度商的关系推断,则容易得出正确答案。

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对勒夏特列原理及化学平衡常数的运用的几点思考在今天的视频材料中,高盘良教授提出了这样一个观点:勒夏特列原理的应用范围比较狭窄,所以应该改变以前用勒夏特列原理来判断化学平衡移动的方向的观念。

对这种观点我深表赞同,但是我认为只要认真把握勒夏特列原理的应用范围,防止它的错误使用,它在必修课阶段还是大有可为的。

高教授在视频材料中讲到了一个例子:在工业合成氨的反应中,再加入一些氮气,按照勒夏特列原理判断平衡应该向正向移动,向生成氨气的方向移动,但比较Q和K的大小关系,平衡应向逆向移动,也就是说勒夏特列原理出现了错误。

该怎样看待这个错误呢?这个错误确实是由于勒夏特列原理的应用范围不
正确而出现的,我们分析一下。

若这个反应是在一个温度和体积不变的容器中进行,向容器中再加入一些氮气,这一瞬间氮气的浓度增大,氢气和氨气的浓度不变,也就是说只是增大了氮气的浓度,按照勒夏特列原理判断化学平衡应向正向移动;若用Q和K的关系判断,此时Q<K,化学平衡也应向正向移动,两者结论一致。

若这个反应是在一个温度和体积可变的容器(保持压强不变)中进行(与工业合成氨的条件类似),向容器中再加入一些氮气,此时容器的体积必然增大,这一瞬间氮气的浓度增大,而氢气和氨气的浓度减小,这样无法运用勒夏特列原理进行判断,只能用Q与K的大小关系进行判断。

可以看出勒夏特列原理的应用范围比较狭窄,它只适用于封闭体系,只有一种因素变化的情况。

2004年山东化学奥林匹克初赛试题涉及化学平衡中勒夏特列原理的应用范围,原题及原答案如下:
t℃时,在体积为1L的密闭容器中,使1molPCl
5发生分解:PCl
5
(g)≒
PCl
3(g)+Cl
2
(g),当反应达到平衡后,再加入1mol PCl
5
,对化学平衡的移动有两
种解释:
a. 由勒沙特列原理知,增加反应物浓度,平衡向正反应方向移动。

所以,增加PCl
5
浓度,平衡必然向正反应方向移动。

b. 由勒沙特列原理知,增加压强,平衡向体积缩小的方向移动。


以,增加PCl
5
浓度,相当于增加体系的压强,压强增加,平衡向体积缩小的方向移动,即向逆反应方向移动。

(1) 为什么用勒沙特列原理解释同一问题时会产生截然不同而且自相矛盾
的答案呢?试分析原因。

(2) 你认为此平衡该如何移动?说出你的理由。

参考答案:(1)因为勒沙特列原理只适用于一个物理量变化的情况,而对于两个或多个物理量同时变化的情况不一定适用。

本题就属于两个物理量(浓度和压强)同时变化的情况。

(2)平衡应向逆反应方向移动。

可将本过程解析为两个阶段:首先保持压强不变,再加入1molPCl
5
,体积增大一倍,浓度不变,平衡不移动;然后增大压强,缩小体积,平衡向逆向移动。

上面的分析应用了平衡假设思想,看起来是正确的,但实际上我们知道,平衡假设一般只用于判断平衡移动后各组分的变化,而假设平衡的移动方向与真实平衡的移动方向可能是不同的。

我们仔细分析题目,可以发现它与前面的例子很相似,由于容器体积不变,
所以加入PCl
5后的瞬间PCl
5
的浓度增大,而PCl
3
和Cl
2
的浓度不变,所以可以利
用勒夏特列原理判断出化学平衡应向正向移动。

同样,此时Q<K,利用化学平衡常数也能得出这一结论。

经过分析可知该竞赛题的答案是错的,原因是题目作者对于勒夏特列原理的应用范围理解有误。

我们应该清楚,压强对化学平衡的影响并不是一个独立的因素,压强对化学平衡的影响是通过改变气体物质的浓度来实现的,若压强发生改变而浓度不变(如体积不变时加入惰性气体)时,化学平衡不会发生移动。

题目作者认为该题目属于两个物理量(浓度和压强)同时变化的情况,从而得出勒夏特列原理不适用于此题的结论是错误的。

由以上例子可以看出,勒夏特列原理的应用范围比较狭窄,所以我们在教学中应该改变以前只用勒夏特列原理来判断化学平衡移动方向的习惯。

但是我们只要认真把握勒夏特列原理的应用范围,防止它的错误使用,它在必修课阶段还是大有可为的。

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