勒夏特列原理_中国百科网
勒夏特列原理
    
【勒夏特列原理】(LeChatelierprinciple)决定系统平衡方向移动的定性规则。由法国科学家*勒夏特列首先提出。当系统平衡时，若所处条件如温度、压力、体积等发生变化，平衡恒向削弱或解除这种变化的方向移动。例如，氮和氢合成氨的...
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本题难度：0.60&&题型：选择题
（2016春o范县校级月考）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A、红棕色NO&2加压后颜色先变深后变浅&&2NO2?N2O4B、实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气C、SO2催化氧化成SO3的反应，使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率D、H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深
来源：2016春o范县校级月考 | 【考点】化学平衡移动原理．
（2016春o范县校级月考）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A、红棕色NO&2加压后颜色先变深后变浅&&2NO2?N2O4B、实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气C、SO2催化氧化成SO3的反应，使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率D、H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深
（2016春o杭锦后旗校级月考）对于合成氨3H2（g）+N2（g）?2NH3（g）△H＜0，下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A、温度过高对合成氨不利B、合成氨在高压下进行是有利的C、高温及加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快D、增加N2的浓度可提高平衡混合物中NH3的含量
下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A、由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色先变深后变浅B、增大压强可加快SO2转化为SO3的速率C、黄绿色的氯水光照后颜色变浅D、在含有Fe（SCN）3的红色溶液中加铁粉，振荡静置，溶液颜色变浅或褪去
（2016春o信阳校级月考）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A、黄绿色的氯水光照后颜色变浅B、在硫酸亚铁溶液中，加入铁粉以防止氧化变质C、生产硝酸的过程中使用过量空气以提高氨气的利用率D、实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
（2015秋o成都校级期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A、氯水中有下列平衡Cl2+H2O═HCl+HClO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅B、合成氨反应，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施C、氨水中加入NaOH固体有利于氨气的溢出D、pH=1的盐酸加水稀释到原体积的100倍后，PH=3
解析与答案
（揭秘难题真相，上）
习题“（2016春o范县校级月考）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅2NO2?N2O4实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气SO2催化氧化成SO3的反应，使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深”的学库宝（/）教师分析与解答如下所示：
【分析】勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件之一平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动使用勒夏特列原理时研究对象必须为可逆反应否则勒夏特列原理不适用催化剂只能改变反应速率不会影响化学平衡所以不能用勒夏特列原理解释．
【解答】解：A、可以可逆反应2NO2（g）?N2O4（g）正反应为体积缩小的反应加压后二氧化氮的浓度增大所以气体有色加深由于增大了压强平衡向生成四氧化二氮的方向移动故加压后颜色先变深后变浅可以平衡移动原理解释故A错误B、实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气氯气和水的反应是可逆反应饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大化学平衡逆向进行减小氯气溶解度能用勒沙特列原理解释故B错误C、工业上生产硫酸存在平衡2SO2+O2?2SO3使用过量的空气增大氧气的浓度平衡向正反应移动可以提高二氧化硫的利用率能用勒夏特列原理解释故C错误D、平衡反应中气体两边的计量数相等增加压强平衡不移动不能利用勒夏特列原理解释故D正确故选D．
【考点】化学平衡移动原理．
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知识点讲解
经过分析，习题“（2016春o范县校级月考）下列事实不能用勒夏特列原理解释的”主要考察你对
等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
化学平衡移动原理
　勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
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3秒自动关闭窗口勒夏特列原理
一、勒夏特列原理的发现
勒夏特列原理的提出者就是著名法国物理化学家亨利o路易o勒夏特列，但是荷兰化学家、第一位诺贝尔化学奖得主范特霍夫也几乎同时提出了该原理。或者说，勒夏特列原理其实是勒夏特列和范特霍夫同时独立提出的。
这个原理的发现来源于一系列的研究。首先，挪威化学家古德贝格和瓦格提出了浓度对反应速率的影响规律—质量作用定律。1877年，范特霍夫提出化学反应速率代替意义模糊的“化学亲和力”。化学家渐渐的对化学平衡有了较一致的看法：化学平衡时正反应速率和逆反应速率相等的动态平衡。
勒夏特列研究高炉内发生的化学反应，即高炉中氧化铁被一氧化碳还原的反应，大多数工程师都认为反应产物是铁和二氧化碳，而分析结果则表明，从炉顶逸出的气体中还存在着相当量的一氧化碳。有些工程师认为产生这种现象的原因是反应物作用得不完全，将高炉加高使反应完全，但事实表明，这种做法根本无济于事，高炉气中一氧化碳的比例没有下降多少。勒夏特列则认为，这是由于以下的反应是一个可逆反应：而氧化铁恰恰就是这一正向反应的催化剂，因而高炉气中存在一定比例的一氧化碳是不可避免的。
勒夏特列和他的助手们从大量的实验中发现了一个不寻常的实验现象：氯化铝发生热分解的反应速率随着温度的不断升高而逐渐增大，又知道这是一个吸热反应，显然热量可以促进这个分解过程的进行。于是有了一个结论：提高温度利于吸热反应的进行；反之降低温度利于放热反应的进行。（其实这个推论是没有区分反应速率和反应平衡，提高温度是增加了活化能，分子碰撞的机会增加，反应速率将增大，是缩短了反应达到平衡的时间，与反应是吸热还是放热并无多大的联系。）
正在勒夏特列研究温度对化学平衡的影响时，1884年，范特霍夫从理论上推导出动态平衡原理：对于一个处于平衡态的可逆反应，当体系的温度升高时，平衡向温度降低的方向移动，这对勒夏特列的研究有莫大帮助。接着勒夏特列研究了压力对化学平衡的影响，结论与温度的影响类似。1884年，他总结出化学平衡移动原理：任何稳定化学平衡系统承受外力的影响，无论整体地还是仅仅部分地导致其温度或压缩度(压强、浓度、单位体积的分子数) 发生改变,若它们单独发生的话,系统将只作内在的纠正，使温度或压缩度发生变化，该变化与外力引起的改变是相反的。1888年，勒夏特列把范特霍夫的观察结果与热力学的卡诺定理联系起来，得到了更为普遍的表述：任何稳定化学平衡系统承受外力的影响，无论整体地还是仅仅部分地导致其温度或压缩度（压强、浓度、单位体积的分子数）发生改变，若它们单独发生的话，系统将只作内在的纠正，使温度或压缩度发生变化，该变化与外力引起的改变是相反的。
二、勒·夏特列原理的理解
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度,压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 ①浓度：增加某一反应物的浓度，则反应向着减少此反应物浓度的方向进行，即反应向正方向进行。减少某一生成物的浓度，则反应向着增加此生成物浓度的方向进行，即反应向正方向进行。反之亦然。②压强：增加某一气态反应物的压强，则反应向着减少此反应物压强的方向进行，即反应向正方向进行。减少某一气态生成物的压强，则反应向着增加此生成物压强的方向进行，即反应向正方向进行。反之亦然。③温度：升高反应温度，则反应向着减少热量的方向进行，即放热反应逆向进行，吸热反应正向进行；降低温度，则反应向着生成热量的方向的进行，即放热反应正向进行，吸热反应逆向进行。④催化剂：仅改变反应进行的速度，不影响平衡的改变，即对正逆反应的影响程度是一样的。
常常看到有的辅导书书对勒夏特列原理作如下理解：“当某一平衡体系受到干扰时，物系相应地趋向消除其影响”。使用“消除”一词是对原理的误解，平衡体系不会消除干扰，使平衡“恢复”。其实，勒沙特列原理并没有这样表述。前述的“减弱”，或者“削弱”、“抵御”等，都比“消除”或者“抵消”好。而“恢复平衡”，最好改为“建立新平衡”。用勒沙特列原理，我们预言的只是：干扰因素破坏了原平衡，平衡会移动，有可能在另一稳定条件下建立新平衡，但新平衡决不等于旧平衡。或者说平衡移动是从一个平衡点移到另一个平衡点，这两个平衡点决不会一样。如果把一个处于平衡状态的体系置于一个压力来会增加的环境中，这个体系就会尽量缩小体积，重新达到平衡。由于这个缘故，这时压力就不会增加得像本来应该增加的那样多。又例如，如果把这个体系置于一个会正常增加温度的环境里，这个体系就会发生某种变化，额外吸收一部分热量。因此，温度的升高也不会像预计的那样大。
勒夏特列原理指出了化学平衡的自发趋向，这种趋向是化学平衡系统的内部机制，无须外力帮助。这里所指的化学平衡，不仅仅指化学反应，也包括相平衡（如水蒸气和冰的平衡）、溶解平衡（如啤酒瓶里的二氧化碳气体和溶解在啤酒里的二氧化碳的平衡或者氯化钠晶体与它的饱和溶液之间的平衡）等。所有这些平衡，都是物质状态相互转化的平衡。例如用勒夏特列原理解释，为什么生活中饮用的碳酸型饮料打开瓶盖倒入玻璃杯时会泛起大量泡沫。碳酸型饮料中未溶解的二氧化碳与溶解的二氧化碳存在平衡：打开瓶盖时，压强减小，根据勒夏特列原理，平衡向释放二氧化碳的方向移动，以减弱压强减小对平衡的影响。因此，生活中饮用的碳酸型饮料打开瓶盖倒入玻璃杯时会泛起大量泡沫。
三、勒·夏特列原理的局限
勒夏特列原理对达成化学平衡状态的系统才是有效的，若系统没有达成化学平衡状态，无效。例如，你若把氢气、氧气和水蒸气混合在一个封闭的容器里，无论你如何改变温度，氢气、氧气和水蒸气的量不会有任何改变，因为容器里的三种气体并没有达成化学平衡。
勒夏特列原理对维持化学平衡状态的因素的改变才是有效的，若改变的不是维持化学平衡状态的因素，无效。例如，对于化学平衡CO(g)+H?O(g)=CO?(g)＋H?(g)，你改变系统的总压，不会引起平衡移动，因为总压不是维持这一平衡状态的因素。同样，你若改变催化剂的用量或组成，也不会引起平衡移动，因为催化剂不是维持化学平衡的因素。
勒夏特列原理不涉及动力学因素。由此可见，如果一个化学平衡移动了，用勒夏特列原理来解释移动的方向是毫无问题的，例如，打开啤酒瓶，泛起了泡沫，你可用勒沙特列原理来解释。冰刀压在冰上，冰融化了，你也可用勒夏特列原理解释。而对于尚未实现的化学反应，你可用勒夏特列原理预言的只是它的热力学性自发性方向与温度、压强等因素的关系，却根本不能预言实施这个反应时是否应当采取热力学最佳条件，因为，从可能性变为现实性，热力学管不了了，需要研究动力学，需要讨论用多长时间合适。勒夏特列原理是热力学原理，只有在化学平衡没有动力学障碍时，才与现实现象不产生矛盾。人们所说的勒沙特列原理的局限性，不是勒沙特列原理本身有什么问题。
四、勒夏特列原理的意义
勒夏特列原理可预测特定变化条件下化学反应的方向，可以使某些工业生产过程的转化率达到或接近理论值，同时也可以避免一些并无实效的方案(如高炉加高的方案)，所以有助于化学工业的合理化安排和指导化学家们最大限度地减少浪费，生产所希望的产品。 1900年，勒沙特列研究氮气和氢气直接合成氨的反应，可以算是研究合成氨反应的先驱。可惜的是，氮气和氢气的混合物中含有少量空气，在实验过程中发生了爆炸。在没有查明产生事故的原因的情况下，勒o夏特里放弃了这项研究。一直到1905年，才由德国化学家哈伯解决了氮气和氢气直接合成氨的问题。
有人以合成氨的工业生产条件来否定勒夏特列原理，却没有注意到勒夏特列原理的应用条件。例如，氢气和氮气合成氨的反应是放热反应。按照勒夏特列原理，降低温度有利于平衡向合成氨的方向移动。这本是毫无疑义的事情。它说的是，如果计算热力学理论产率，单改变反应温度的话，低温的热力学理论产率大于高温。因此单用勒夏特列原理不能找到合成氨的工业条件。对于工业生产，“时间就是金钱”，时间是耽搁不起的。氨的工业合成条件没有采取低温而采取了高温，牺性了热力学理论产率，却换来了生产的时间效率，后者决非热力学所能及。
有的人认为，勒夏特列原理决不只是适用于化学平衡，而是宇宙间的普适原理，从生物学到生理学，从经济学到社会学，无一不遵从“泛化的勒夏特列原理”——承受外加限制条件的系统具有反抗外加限制条件改变的能力。在电磁学中，有名的楞次定律，其表述模式几乎和勒夏特列原理相同。《老子》的第七十七章有这样的话，“天之道，其犹张弓与！高者抑之，下者举之，有余者损之，不足者与之，天之道损有余而补不足。其实，这个说法是如此的概括，甚至可以不无风趣地用于说明人类的行为。以至有人说，人类的情绪也符合勒沙特列原理——你有一个快乐的系统，你若使之不快乐，它会自己找回快乐!
曾获两次诺贝尔奖美国著名化学家鲍林在他的化学教科书说：“如果大学毕业后，同学们不再从事化学研究，就可能会全部忘掉有关化学平衡的所有数学公式，但希望同学们不要忘掉勒夏特列原理。
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今日搜狐热点勒夏特列原理不能解释的平衡移动问题
勒夏特列原理：改变影响平衡的一个因素，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。关键词——减弱。减弱有两层含义，（1）平衡移动方向：与改变条件相反的方向（2）平衡移动程度：不能抵消这种改变。它定性揭示了化学平衡与外界条件的关系，在帮助中学生判断平衡移动方向，分析平衡移动后浓度、体积百分含量、转化率变化等方面非常方便实用。而且“勒夏特列原理有广泛适用性，可用于研究所有的化学动态平衡，”如“沉淀溶解平衡、电离平衡、盐类水解平衡等[1]”，所以它是一个很重要的基本规律。下面是几个勒夏特列原理的应用实例。
例1、在一个体积不变的密闭容器中aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)反应达到化学平衡状态，再加入一定量的A，达到新的平衡后，c(A)、c(B)、c(C)、c(D)，A、B转化率和体积分数如何变化？
依据勒夏特列原理，再加A，A与B将更多反应生成C和D，v(正)&v(逆)，平衡向右移动，c(B)
会减少，c(C)、 c(D)会增大，但是
c(A)还是增大，理由是平衡移动不能抵消加入的A。因此，达到新的平衡后，A的体积分数增大，B的体积分数减小了。转化率则反之。
在引进化学平衡常数后，我们其实可以定量计算新平衡的各个数据，来论证勒夏特列原理的正确性。
例2、化学平衡CO+H2O(g)&&
H2+CO2，在800℃时K=1。在保持温度800℃的1L容器中加入0.01molCO和0.01molH2O，达到平衡。再加入0.01molCO，达到新平衡后CO、H2O的浓度和转化率如何变化？
利用平衡常数很容易算出第一次达到平衡和达到新平衡时各物质的物质的量：
n/mol：CO + &H2O(g)&
t=0& &&0.01
&&0.01&&&&&&
&0.005&&&&&
0.005 &&0.005
&0.005&&&&&
0.005 &&0.005
&&&0.015-x
0.005-x&&&
0.005+x&& K= =1&
0.0033&&&&
0.0067& 0.0067
所以达到新平衡后，与平衡1相比c(CO)、c(H2)、c(CO2)增大，c(H2O)减小，CO体积分数从25%增大到44.3%，H2O(气)体积分数从25%下降到11%，H2、CO2体积分数从25%下降到22.3%。CO的转化率从50%下降到33.5%，H2O的转化率则从50%上升到67%。与勒夏特列原理非常的一致。
再计算醋酸的电离平衡移动，是否符合勒夏特列原理。
例3、25℃下CH3COOH的电离平衡常数为Ka=1.8&10-5。现有0.1mol·L-1醋酸溶液1L，达到电离平衡。加水稀释到2L，醋酸的电离平衡如何移动？溶液的PH值如何变化？
c/mol·L-1
CH3COOH&=&&
CH3COO- &+
&&&&0.1&&&&&&&&&&&&
&&&0.1-x&&&&&&&&&&
=1.8&10-5&&&
x=1.33&10-3
&&10-7&&&&
水的电离忽略，所以PH1=2.88
0.049&&&&&&&&
6.65&10-4&&&
&6.65&10-4&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&0.049-y&&&&&&
6.65&10-4+y &6.65&10-4+y
&t2平 ：Ka= =1.8&10-5
&&&&&&y=2.72&10-4&&&
c(H+)=9.37&10-4mol·L-1
&&同样可以忽略水的电离，PH2=3.03。PH121+0.3，这个计算结果同样吻合勒夏特列原理，水的电离平衡向右移动，但是不能抵消加水引起H+浓度的减小。
是否所有平衡移动问题都能简单地用勒夏特列原理来解决呢？
例4、一定温度下，有下列可逆反应2NO2&=
N2O4，在体积不变的密闭容器中NO2与N2O4气体达到化学平衡状态。
（1）向密闭容器中再加入NO2气体，达到新的平衡后NO2的体积分数与原平衡相比增大还是减小？
（2）如果改为加入N2O4呢？
怎样来理解这个平衡移动中“平衡向减弱这种改变的方向移动”
呢？如果从浓度来分析，“减弱这种改变”就是平衡向减小再加入物质浓度的方向移动，可以确定平衡向右移动，但是不能确定NO2的体积分数或者转化率的变化。事实上无论加入NO2还是N2O4，N2O4的体积分数都是增大的。该反应中NO2是正反应唯一的反应物，N2O4是逆反应唯一的反应物，我们一般看成体系压强发生变化，借助放缩法来处理。加入NO2或N2O4，由于增大了体系压强，有利于正反应，NO2的体积分数都会减小，转化率会增大。这是与化学方程式两边的计量数相对大小有关的。
例5、在一个体积不变的密闭容器中进行下列反应：aA+bB&=
cC。当反应达到平衡时，A物质的转化率为x%；向容器内再加入一定量A，待反应再次达到平衡时，A
物质的转化率为y%，则x与y的关系是
A．大于&&&
&&&&&B．小于&&&
&&&C．等于&
&&&&D．不能确定
该题和例1十分相似，但是没有交代A、B的状态，非常具有迷惑性。A应为气体，如果B不是气体，并且容器中有足够B剩余，类似于例4，再加A引起了平衡向右移动，但是A的转化率如何变化则不能确定了。因为加A相当于增大体系气体压强。若C是气体，且a&c，或者C不是气体，A的转化率都会增大；若C是气体，但a
在其他平衡中也有勒夏特列原理不能完美解释的问题。
例6、25℃的纯水中加入CH3COONH4，水的电离平衡如何移动？c(H+)
和c(OH-)如何变化？
NH4+和CH3COO-同时发生水解，水的电离程度会大大增加，但是由于水解程度相近，水的c(H+)
和c(OH-)基本还是10-7mol·L-1，没有改变。不禁让人觉得奇怪，平衡移动结果好象没有加过CH3COONH4一样啊。
例7、25℃时，足量的氯化银加入到100mL蒸馏水中，存在如下平衡：AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)。现加入5mL水，该平衡如何移动？c(Ag+)、c(Cl-)增大还是减小？Ksp怎么变化？
学生第一次分析，都是认为沉淀溶解平衡右移，但是c(Ag+)、c(Cl-)是减小的。因为平衡移动不能抵消外界条件的改变啊。但是，一定温度下，沉淀的Ksp是不变的。该溶液仍然是AgCl的饱和溶液，溶液的c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp，说明c(Ag+)、c(Cl-)都没有变小。这是从结果从事实来看，是不是应该更准确呢？
类似问题也出现在石灰乳中加少量CaO上面。
例8、一定温度下，一定量水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca(OH)2&
=Ca2++2OH-。当向混合液中加入少量生石灰时，下列说法正确的是
A．溶液中Ca2+数目减少
&&&&&&&&&&&B．Ca2+的浓度增大&
C．溶液的PH不变
&&&&&&&&&&&&&&&&D．溶液的PH减小
该题学生是屡做屡错。学生的错误有四种：（1）没有看清生石灰与水反应会消耗水；（2）没有看出石灰乳悬浊液是饱和溶液。这两种人错认为平衡向右移动，所以Ca2+浓度增大。（3）认为生石灰与水反应，水减少，使Ca(OH)2溶解平衡向左移动，但是Ca2+浓度增大，PH值增大——依据勒夏特列原理。（4）生石灰与水反应放热，因为Ca(OH)2的溶解度是随温度升高而减小的，使Ca(OH)2溶解平衡向左移动，结果Ca2+、OH-减少了。所以Ca2+浓度下降，PH值减小。只有看出生石灰与水反应，水量减少（因为生石灰量很少，温度影响不大），Ca(OH)2溶解平衡向左移动，但是仍为该温度下饱和溶液，所以溶液Ca2+、OH-数目减少，浓度不变，才能正确选择A、C。这个题目的障碍太多了！
笔者认为，勒夏特列原理在中学里是有积极意义的，直接、简单。但是要注意下列问题：
①由于是定性的，其文字表述的含义不是很确定，要认真看清题目表达，以免误用。
②平衡移动方向和转化率、体积分数是不同的概念，有时候变化不一致。
③要有尊重客观事实的观念，从实际情况出发。并非所有平衡移动结果都可以简单地用勒夏特列原理来推测。
另外补充一点，大学的教材里，也有把勒夏特列原理表述为：若条件（压力、温度、体积等）发生变更，平衡便向削弱或解除这种变更的方向移动[2]。
没有什么东西是万能的。有趣的是，有老师发现勒夏特列原理与物理学上的楞次定律有异曲同工之妙。还有人说大千世界、社会生活处处有减弱外界改变的惯性存在，它揭示了客观变化的一个共同规律。
参 考 文 献
[1]王祖浩主编．专题2化学反应速率与化学平衡．化学反应原理
[2]胡英主编．第五章化学平衡．物理化学
[3]靳存华．再谈化学平衡常数．中学化学2009，10
[4]林尤宏．抓“平衡常数”定平衡移动方向．中学化学教学参考2008，4
发表于《中学化学》2010.1
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