许国霞（江苏省丹阳高级中学，江苏 丹阳 212300）

探究恒温恒压下浓度对化学平衡移动方向的影响

许国霞（江苏省丹阳高级中学，江苏 丹阳 212300）

分析恒温恒压下平衡体系中充入参与反应的组分，浓度改变对化学平衡移动，归纳出该条件下勒夏特列原理的适用情况以及化学计量数对平衡移动的影响。

化学平衡；恒温恒压；化学计量数；勒夏特列原理

1 问题提出

变式1：若再通入0.35 mol的气体是另一反应物H2时，则此平衡将________(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)移动。

解析：体系的体积变成了2.5L，体系内各组分的浓度c(CO)、c(H2)、c(CH3OH)变成 0.32mol·L-1、0.22mol·L-1、0.16mol·L-1，则＜K，因此平衡向正反应方向移动。

变式2：若再通入0.35 mol的气体是生成物CH3OH时，则此平衡将________(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)移动。

解析：体系的体积变成了2.5L，体系内各组分的浓度c(CO)、c(H2)、c(CH3OH)变成 0.32mol·L-1、0.08mol·L-1、0.30mol·L-1，则，因此平衡向逆反应方向移动。

笔者查阅文献[1～5]发现运用勒夏特列原理判断化学平衡移动方向讨论得最多的是恒温恒容体系。目前，关于浓度对恒温恒压体系下平衡移动方向影响的研究逐渐增多[6～12]，提出勒夏特列原理并非均能适用，但最终未能解决勒夏特列原理适用的条件以及影响因素。本文试图从化学计量数的角度通过化学平衡常数定量分析，研究恒温恒压体系下不同类型的可逆反应，充入某一参与反应的组分对化学平衡移动方向的影响与勒夏特列原理适用情况。

2 问题分析与讨论

选用密闭的恒压容器，保持气体压强与大气压（P大气）相等。假设1mol气体的体积为VL，第一次体系平衡时容器的体积nL。

2.1.1 平衡体系中加入反应物NO2

平衡体系中加入nxL反应物NO2，

2.1.2 向平衡体系中加入生成物N2O4

平衡体系中加入nxL生成物N2O4，

即平衡体系中充入N2O4，平衡总是向逆反应方向移动，符合勒夏特列原理。

2.2.1 向平衡体系中加入反应物N2

平衡体系中加入nxL反应物N2，

即N2的化学计量数“1”小于N2、H2的化学计量数和与NH3的化学计量数之差“2”，平衡移动的方向存在3种情况，不一定符合勒夏特列原理。可以看出平衡移动的方向决定于该组分的起始平衡浓度c(N2)、所加组分的物质的量（x）、气体摩尔体积（V）。

2.2.2 向平衡体系中加入生成物H2

平衡体系中加入nxL生成物H2，。即H2的化学计量数“3”大于N2、H2的化学计量数和与NH3的化学计量数之差“2”，平衡向正反应方向移动，符合勒夏特列原理。

2.2.3 向平衡体系中加入生成物NH3

平衡体系中加入nxL生成物NH3，

平衡体系中充入NH3，平衡总是向逆反应方向移动，符合勒夏特列原理。

恒温恒压下，反应物、生成物均不止一种的平衡体系中充入反应物的情况类同于合成氨中充入N2、H2的情况，因此不再详细讨论。

3 结论与思考

综上所述，恒温恒压的气相平衡体系中，若反应物或生成物质有一种，加入该物质，平衡移动的方向符合勒夏特勒原理；若反应物或生成物不止一种时，加入或移走该反应物（生成物）时，该反应物（生成物）的计量数大于等于反应物（反应物）的计量数之和与生成物的计量数之和的差，平衡移动的方向符合勒夏特勒原理；该反应物（生成物）的计量数小于反应物（生成物）的计量数之和与生成物（反应物）的计量数之和的差，平衡移动的方向决定于该组分的起始平衡浓度、所加组分的物质的量、气体摩尔体积，不一定符合勒夏特勒原理。

笔者查阅教材发现：人教版P28页指出“勒夏特列原理是经过反复验证过的一条科学规律，在化学工业和环境保技术中都有十分重要的实际应用”；苏教版P56页指出“化学平衡移动原理有着广泛的适用性，可用于研究所有的化学动态平衡，如后续的电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等……”鲁科版则以化学平衡常数为主线，以“历史回眸”的方式安排在最后才呈现勒夏特列原理，且指出该原理的应用是有条件的，是有局限性的。教师要一方面牢牢抓住化学平衡常数的定量计算，另一方面如果是针对一种条件的改变，勒夏特列原理能简便快速地定性判断平衡移动的方向，更具有实用价值；如有两种条件同时变化，应分别推断，再综合考虑。人们常说“给学生一杯水，教师要有一桶水”，笔者认为作为教师更要给学生长流不止的活水，让学生辩证学习平衡常数定量和勒夏特列原理定性关系，感悟探索更高层次内容的过程和方法，激发更浓厚的兴趣和培养科学精神。

[1]胡永才.如何准确判断化学平衡移动的方向.化学教学.2014(11):86-89.

[2]熊绍良.再探化学平衡移动方向问题.化学教育.2014(11):91-94.

[3]林尤宏.正确理解和使用勒夏特列原理.化学教育.2012(2):78-80.

[4]吴名胜,诸全头.再议化学平衡移动方向与移动结果的关系.化学教育.2008,28(4):72-74.

[5]韩江涛.恒温恒压下勒夏特列原理的应用.化学教育.2007,27(3):58-59.

[6]唐永强,勒夏特列原理的应用范围.中学化学.2008,28(10):32-34.

许国霞（1966.5-），女，汉族，江苏省丹阳人，本科，江苏省丹阳高级中学，中小学正高级教师江苏省特级教师，研究方向：化学教育。