时间:2024-05-04
王京
勒夏特列原理统领化学平衡移动方向,是分析化学平衡的精髓。由于原理抽象,使其成为化学平衡习题中较难攻克的对象。
一、勒夏特列原理内容
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),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
勒夏特列原理适用范围广, 化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等均可应用。其内涵意义深远,隐含的考点很多,是历年来全国及各省市高考命题的热点和难点。
二、攻克勒夏特列原理三妙招
1.吃透“只减弱不消除”。
例1:已知可逆反应2NO2N2O4 △H<0,其他条件不变时,若将体积减至原平衡的一半,体系颜色将 。
解析:体系颜色将先变深后变浅。本题考查的重点是勒夏特列原理中的“减弱”。其他条件不变时,体积压縮至原平衡的一半,各组分浓度在瞬间增至原来的2倍,颜色先变深。又由于增大压强平衡必向气体体积减小的方向移动,即向生成N2O4(无色)方向移动,故体系颜色又变浅。勒夏特列原理中强调“只减弱这种改变”,意味着并不消除这种改变,新平衡NO2的浓度仍比原平衡中NO2的浓度大,所以新平衡体系颜色即使后变浅也要比原平衡体系的颜色深些。我们只要吃透勒氏原理的精髓“只减弱不消除”,就可以顺利解除类似这种颜色随压强多变的困扰。
2.注意。
同等程度的改变反应混合物中各组分的浓度,应视为压强的影响。
例2:已知N2+3H22NH3,恒温恒容某密闭容器起始投入1molN2,3molH2,达平衡时N2的体积分数为20%。若其他条件不变,起始投入2molN2,6molH2,达平衡时N2的体积分数 20%。(填“大于”“小于”或“等于”)
解析:小于。图示分析如下:将两次的反应物分别通人如下的两个密闭容器中:
达到平衡后,三份气体必为等效平衡,现在对第二次的容器作以下变化:
由于增大压强此平衡向正反应方向移动,不再是原平衡状态,此条件下虽两次所加反应物的物质的量之比相等,但①、 ②不等效。
本题解题思路是先建立“等效平衡“,分析可知开始2投料量是开始1投料量的二倍,体积也是二倍,与开始1等效(即恒温恒压条件下等效)。再与恒温恒容条件对比,不难看出若将开始2建立的虚拟平衡状态压缩到实际体积,必定增大体系压强。根据勒夏特列原理,平衡向右移动,所以N2的体积分数减小。
3.理解。
在恒容的容器中,当改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强的变化。但判断平衡移动的方向时应以浓度为主;判断平衡状态(反应物的转化率、体积分数、物质的量分数)时,视为压强变化。
例3:已知一定条件下有2NO2N2O4 △H<0
a.恒温恒容①向平衡体系加入NO2,平衡向 移动(填“左”“右”“不”下同),NO2的体积分数 (填“增大”减小“”不变“下同)。
②向平衡体系加N2O4,平衡向 移动, N2O4的体积分数 。
b.恒温恒压,向平衡体系加入NO2,平衡向 移动, NO2的体积分数 。
解析:a.恒温恒容条件,向平衡体系加入NO2,增大了反应物浓度,平衡向正反应方向移动。NO2的体积分数为平衡状态参数,研究时视为增大压强(相当于让平衡状态正向移动),所以NO2的体积分数减小;若加入N2O4,增大了生成物浓度,平衡必向逆反应方向移动。但研究N2O4的体积分数这一平衡状态参数时,又视为增大体系压强(相当于让平衡状态正向移动,故NO2的体积分数仍减小。
b.恒温恒压条件,向平衡体系加入NO2,必将成比例增大容器的体积,各组分浓度不变,与原平衡等效。所以平衡不移动,NO2的体积分数也不变。
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