勒夏特列原理与化学平衡常数

李卓阳

(山东省平度市第一中学 266700)

勒夏特列原理与化学平衡常数

李卓阳

(山东省平度市第一中学 266700)

勒夏特列原理可以定性的判断一些化学平衡移动问题，在解决这些问题时也很方便，无论教师还是学生遇到这些问题，都习惯运用勒夏特列原理，勒夏特列原理成为解决此类问题的主要工具.

勒夏特列原理；化学平衡常数；定量

新课改后，在苏教版和鲁科版的高中化学教科书中突出了化学平衡常数的地位，强化了用平衡常数来解决化学平衡移动问题的应用.那么勒夏特列原理与化学平衡常数谁更具有优势？

以前，学生对勒夏特列原理的理解可能有很多误区.往往认为勒夏特列原理是无条件的，在任何环境下都可以使用，其实并非如此，学生要关注勒夏特列原理适用的条件.从热力学的观点来探究知识，分析原理，明确知识本质.在探究中学生要明确：如果改变影响平衡的一个方面，整个平衡就会向能够减弱这种改变的方向移动，形成一种动态的平衡.如“沉淀溶解平衡、电离平衡、盐类水解平衡等”.在使用勒夏特列原理时，只能允许有一个因素发生改变，其他条件被认为是封闭不动的，否则就会出现错误.例如氨的合成过程，按照勒夏特列原理分析，很多学生会认为到实验反应过程中，如果温度和压力固定保持不变，在这个时候加入氨气，实验平衡会朝着合成氨的方向移动.但是实际上并非如此，学生通过用浓度商Q跟平衡常数K的比值来看，会发现这个结果跟勒夏特列的判断是截然不同的，这与学生的理论推断相反.因为合成氨的化学反应过程并不是一个封闭体系，勒夏特列原理在这个环境中不适用，不符合应用条件.下面通过一个例题详细说明.

如果应用勒夏特列原理，平衡一定向正向移动.但是这个判断是错误的.下面利用平衡常数和浓度商来判断正确的方向.该体系的平衡常数可表示为：

在原来平衡的混合物中，1.0L气体含分子(0.5mol+0.2mol+0.2mol)=0.9mol.当加入平衡体系中加入0.18molN2时，体系即时有分子(0.9mol+0.18mol)=1.08mol，在理想气体情况下，温度和压强不变，瞬时体系的气体总体积变为1.0L×1.08mol/0.9mol=1.2L，此时浓度商Q可表示为：

由于Q>K，平衡将向逆方向移动.为什么利用勒夏特列原理判断平衡移动方向是错误的呢？原因是只关注了N2的分子数量变化，忽略了H2和NH3的气体体积变化.所以勒夏特列原理并不是什么情况下都可以用的.

在了解了化学平衡常数之后，明确浓度商Q跟平衡常数K完全能够解决这个问题.因为，不管是什么样的实验体系，开放的或者是混合的，都是可以应用的，而不像勒夏特列原理那样有条件约束，在某些环境下不可使用.应用化学平衡常数解决平衡问题时，需要在大脑中建立一个基于状态分析的探究程序，尤其要明确浓度和压强与化学反应平衡状态的影响.在探究中，学生要明确：在一个化学反应平衡系统中，首先要弄清平衡时，Q=K.如果这时候的外界环境发生变化，包括浓度、温度、压强的改变会对K或Q产生什么样的影响？通过怎样的调整和变化才能够使Q重新等于K，重新回到平衡的状态.例如，如果增加反应物的浓度，K保持不变，这个时候浓度商Q就会变小，这是化学反应就会向着生成物浓度增大，反应物浓度减少的变化进行，直到平衡为止.化学平衡常数还有其他的应用，如：

1.化学平衡常数可用来判断反应进行的程度(即反应限度)

A．①>②B．①<②C．①=②D．不能确定

解析平衡常数越大，表示化学反应进行地越彻底；平衡常数越小，表示反应向正向进行的程度越小.如果一个化学反应的平衡常数的数值在105左右，通常认为，反应可以进行得比较完全；相反，一般，如果一个化学反应的平衡常数的数值在10-5左右，则认为这个反应很难进行.各个化学反应的平衡常数相差很大，如本题中给出的两个化学反应：反应①的程度很小，而反应②进行的程度很大.因此，B选项是正确的.

2.化学平衡常数可用来判断化学反应的热效应.

t/℃70080083010001200K0.40.60.811.442.6

该反应ΔH 0(填“<”、“>”或“=”).

解析K值的大小与浓度、压强和是否使用催化剂无关，只与温度这一外界条件有关，温度发生变化时平衡常数也会发生改变.温度越高，K值越大，则正反应为吸热反应；温度越高，K值越小，则正反应为放热反应.在题中，平衡常数随温度的增大而增大，该反应的正反应为吸热反应，因此ΔH>0.

3.判断一个化学反应是否达到平衡状态

4.计算物质的含量、转化率、平衡浓度等

前面我们讲过勒夏特列原理不是在所有条件下都成立的，不能用勒夏特列原理解释所有的化学平衡移动的问题：勒夏特列原理只完全适用与封闭、均相体系，只能在改变影响化学平衡的一个条件时适用.在这一基本前提下，可以运用勒夏特列原理定性解释化学平衡移动的问题.

例4 在配制FeCl3溶液时，为什么通常加入少许稀盐酸？

解FeCl3是一种强酸弱碱盐，溶液中存在着水解平衡：

在配制FeCl3溶液时，加入酸可使平衡向逆反应方向移动，抑制水解.

总之，勒夏特列原理的使用有局限性：这个原理更加注重的是从理论上来探究化学知识；是一种定性的认识，而不是定量的计算.而平衡常数有科学理论基础，并经过实验检验，有定量计算，所以化学平衡常数应该作为解决化学平衡移动问题的主要工具.用勒夏特列原理定性判断平衡移动方向，有时比较难，需要考虑多方面的因素和条件，才能够判断出化学平衡的移动方向.但是勒夏特列原理是通过平衡常数进行定量的计算，这个常数就像是计算的中介一 样，使化学变化的数量可以加以测量，更加准确地进行计算，达到快速解决问题的目的.可以说勒夏特列原理展示了一个客观变化的共同规律.

[1]徐守兵.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[J]. 化学教育，2011(06):42-44.

[2]孟彦.对“化学平衡常数”教学内容的看法和建议[J]. 化学教与学，2011(11):26-38.

G632

A

1008-0333(2017)31-0093-02

2017-07-01

李卓阳(2000.3-)，男，山东平度人，现读于山东省平度市第一中学，曾代表学校参加省化学竞赛，并获一等奖.

闫久毅]