勒夏特列原理
我们知道在可逆反应中,当正向反应的速率等于反向反应的速率时,就达到了平衡。但是如果我们破坏了这个平衡会发生什么呢?这就是<年代trong>勒夏特列原理 勒夏特列原理 从定义中我们可以看出,浓度(反应物/生成物)、温度或压力的变化可以改变反应的平衡。然而,添加催化剂使反应更快,但不影响平衡。现在我们将讨论一些因素如何影响均衡。
浓度变化对平衡的影响
当一种物质在平衡状态下加入时,反应朝着降低该物质浓度的方向进行。当一种物质在平衡状态下被去除时,反应会朝着增加该物质浓度的方向进行。 当我们加入或除去反应物(或生成物)时,平衡浓度的比率就变成了<年代pan class="katex">
压力变化的效果
压力可以改变含有气体分子的反应的化学平衡。如果压力增加,平衡就会向减少气体分子数量的方向变化。如果压力降低,平衡就会向气体分子数量增加的方向变化。举个例子,我们来看看下面的反应:
请注意,正向反应会增加气体分子的数量,而反向反应则会减少气体分子的数量。因此,如果压力增加,就会发生反反应。相反,如果压力降低,平衡就会向前偏移。 然而,我们施加的压力必须对反应物和/或产物的分压产生影响。如果我们在体积恒定的情况下,通过添加一种无关的气体(例如氦气)来增加压力,那么平衡就不会改变。 如果处于平衡状态的系统是由气体组成的,那么所有组分的浓度都可以通过改变压力来改变。 当压强增加时,反应的平衡就会向气体摩尔数较少的一边转移。 当压力降低时,反应的平衡就会向气体摩尔数较高的一方转移。 我们知道在气体体系中压强与摩尔数成正比,因此有上面两点。 压力与体积成反比。因此,压力变化的影响与体积变化的影响是相反的。此外,这不适用于由于加入惰性气体而引起的系统压力变化。
如果我们增加压力,那么反应将向前进行(较少的摩尔数),如果我们降低压力,那么反应将向后进行(高摩尔数)。
压力变化对熔点的影响
考虑以下两种情况: 对于体积随熔化而增大的固体,例如:<年代pan class="katex">
体积随熔化而减小的固体。<年代pan class="katex">
物质溶解度
当固体物质溶解在水中时,热量要么被释放(放热),要么被吸收(吸热)。 对于吸热溶解度过程,溶解度随温度的升高而增加。 对于放热溶解度过程,溶解度随温度的升高而降低。
气体在液体中的溶解度
当气体溶解在液体中,体积就会减小。因此,压力的增加有利于气体在液体中的溶解。
温度的影响
对于吸热和放热反应,化学平衡会随着温度的变化而改变。如果温度升高,则反应将沿吸热方向进行。如果温度降低,反应沿放热方向进行。看看下面的反应:
观察正反应是放热的,反反应是吸热的。因此,如果我们提高平衡态的温度,平衡态就会向后移动。这里是平衡常数<年代pan class="katex">
变得越来越小。另一方面,如果我们降低温度,平衡常数<年代pan class="katex">
越大,平衡就会向前偏移。 记住唯一能改变平衡常数的因素<年代pan class="katex">
是温度。
惰性气体的加入
其中的反应<年代pan class="katex">
其中的反应<年代pan class="katex">
一般例子
应用勒夏特列原理,得到了<年代trong>离解
例子问题
找出所有的选项,如果有的话,将增加二氧化氮的产量。
增加氮的浓度。
提高温度。 施加压力。 在恒定体积下加入3mol氖。 加入催化剂。
(一)
如果氮的浓度增加,那么反应将朝着氮浓度降低的方向进行。这样平衡就会向前转移,并增加的产量<年代pan class="katex"> (b)
由于正向反应是吸热的,当温度升高时,平衡会向前移动,增加二氧化氮的产量。在这种情况下,平衡常数<年代pan class="katex"> 增加。 (c)
如果施加压力,平衡就会向减少气体分子数量的方向移动,在这种情况下是正向的。因此,增加压力将增加二氧化氮的产量。 (d)
氖是惰性气体,与上述反应无关。加入3mol氖会改变总压,但不会影响反应物和生成物的分压。 (e)
加入催化剂会加快反应的速度,但不会改变平衡。 因此我们的答案是<年代trong>(一)
,<年代trong>(b) ,<年代trong>(c) .<年代pan class="katex">