文档介绍：它们违背勒沙特列原理吗?
郭瑞春
(江苏省苏州市苏苑中学 215128)
化学平衡知识是中学化学教学中的一个难点,学生在运用勒沙特列原理判断化学反应进程和判断平衡移动方向时,经常会碰到与勒沙特列原理有矛盾的问题,特别是浓度对化学平衡移动影响,其判断更是感到束手无策。下面举2个比较常见的例子。
问题1. t℃,在1L密闭容器中加入1molPCl5后,反应:PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g),达到平衡,当向平衡体系中再加入1molPCl5反应物时。对该化学平衡的移动有两种解释:
(1)由勒沙特列原理知,增加反应物浓度,平衡向正方向移动。所以,增加PCl5浓度,平衡必然向正方向移动;
(2)由勒沙特列原理知,增加压强,平衡向体积缩小方向移动。所以,增加反应物PCl5浓度,相当于增加体系的压强,压强增加,平衡向体积减小的方向移动,即,平衡向逆方向移动。
问题2. 25℃时,,。对该化学平衡的移动有两种解释:
(1)由勒沙特列原理知,增加反应物浓度,平衡向正方向移动。即,增加HAc浓度,平衡应该向电离方向移动,醋酸的电离度增加;
(2)由电离度知,25℃时, %, HAc %,可见,增加反应物浓度,醋酸的电离度减小,平衡向逆方向移动。
显然,上述2个问题中,每题都有2个完全相反的回答,肯定只能有一个答案是正确的。那么,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?下面就此进行讨论。
勒沙特列原理的应用条件
上述问题中之所以出现两种截然不同的答案,是由于在使用勒沙特列原理时忽略了勒沙特列原理的使用条件。
勒沙特列原理是这样表述的:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、压力等)时,平衡就能向减弱这种改变的方向移动。
可见,在使用勒沙特列原理判断平衡移动方向时,只能“单一因素”发生改变。如问题1中,当原来的1mol PCl5已达到平衡后,再加入1mol PCl5不仅仅使反应物浓度增加,同时也使整个反应体系的压强增加,在两个因素同时改变时,显然不能单独考虑浓度引起的变化,否则,就会产生错误的判断。
化学反应进行的方向与化学平衡的移动
之所以上述两个问题都出现错误的解释,另一个原因就是混淆了“化学反应进行的方向”与“化学平衡的移动”这两个截然不同的概念。首先应该知道,前者是指:假如反应向正方向进行,那么,反应物的“绝对数量”减少或生成物的“绝对数量”增加;后者是指:一可逆反应达到平衡以后,如果改变了反应条件(如浓度、温度、压强等),平衡混合物里各组成物质的“含量”(通常指体积分数或物质的量分数,而不是指它的“绝对数量”)也随之改变,平衡就发生了移动,当反应后反应物的“含量”变小时,平衡向正方向移动。
其次还应该懂得:化学反应进行的方向是对“新”加入的物质发生反应的总趋势而言的——讨论的对象是新加入的物质;化学平衡移动是对“旧”的平衡体系的破坏而言的——讨论的对象是旧的平衡体系。
讨论
图像解释法
为讨论的方便与简化繁琐的计算,在分析平衡移动时可以借助于比较通俗、直观、易懂的图像进行讨论。
对问题1:整个过程可用图1表示。
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