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利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 勒沙特列原理盲区 化学平衡常数

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在各类试题中,经常会涉及到改变一个外 界条件,要我们去分析化学平衡是否移动及结果变化的问题,很多学生都是利用勒沙特列原理来分析,却在运用的过程中总会出现一些问题,甚至得出错误的结论。 题1: 一定温度下,某真空密闭容器投入碳酸钙,发生反应CaCO 3 (s) CaO(s

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在各类试题中,经常会涉及到改变一个外 界条件,要我们去分析化学平衡是否移动及结果变化的问题,很多学生都是利用勒沙特列原理来分析,却在运用的过程中总会出现一些问题,甚至得出错误的结论。

题1: 一定温度下,某真空密闭容器投入碳酸钙,发生反应CaCO3 (s)利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题 CaO(s) + CO2(g),达到平衡后,现将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到化学平衡时的浓度

A. 增大为原来2倍

B. 比原来大,但比2倍小

C. 不变

D.减小

错解:若平衡不移动,体积缩小为原来的 一半,CO2的浓度增大为原来2倍,但体积减少.压强增大,平衡向逆反应方向移动,选B.

题2:在温度不变,容积固定的密闭容S 中发生如下反应N2O4(g)利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题2NO2(g),达到平衡后N2O4和NO2均为1 mol,改变下列条 件:(1)向原平衡中再加入1 mol N2O4,平衡如何移动?(2)由原平衡中再各加入1 mol N2O4 和1 mol NO2,平衡如何移动?

错解:(1)容积固定,再加人N2O4,反应物浓度增大,平衡向正反应方向移动;又N2O4 的物质的量增加,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即平衡向逆方向移动,所以 无法确定.

(2)再加人N2O4,反应物浓度增大, 平衡向正反应方向移动;又加人NO2,生成物浓度增大,平衡向逆反应方向移动,所以也无法确定.

一、问题的提出

题1和题2均利用勒沙特列原理来解释, 看起来有理有据,其实都是错误的。究其原因 是学生在理解勒沙特列原理时往往会片面地、 错误地理解其原理.在题1和题2中,学生只是机械的运用“压强”对化学平衡的影响,没有深刻理解勒沙特列原理中“压强"的改变是通过容器体积的增加(或减小)来实现的,该操作导 致的直接结果是平衡体系中各物质浓度瞬间均减少(或增加)相同的倍数;换言之,平衡体系中各物质浓度均减少(或增加)相同的倍数, 才可视为压强减少(或增加)对化学平衡影响, 不然就会象上面得出锘误的结论。也正是基于 这一点,学生不知道该考虑浓度还是考虑压强 对平衡影响,怎么办呢?

二、问题的解决一“平衡常数”的高效利用

其实浓度和压强是相互影响,相互制约 的,而压强对化学平衡的影响又能转化为浓度 对化学平衡的影响,利用“平衡常数”恰恰将浓 度和压强有机的统一起来,依托“温度不交,平衡常数也不变”这一原理从定量的角度分析 “浓度”、“压强”对化学平衡影响,将会更直观、 更有说服力。分析如下,供参考。

题1正解平衡常数K=c(CO2),体积缩小为原来的一半,CO2的浓度瞬间增加为原来的2倍,浓度商

利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题

平衡向逆反应方向移动,因“温度不变,平衡常数也不变”,要使Q = K,只c(CO2)'减小到原平衡的浓度,c(CO2)= c(CO2) ,故选C

题2正解:(1)平衡常数利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题向原平衡加入1 mol N2O4, 瞬间N2O4浓度均增大为原平衡的2 倍,NO2浓度不变,浓度商

利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题

平衡向正反应方向移动,与“浓度对平衡影响结论”一致。

(2)向原平衡加入1 mol N2O4和NO2各1mol,瞬间,N2O4和浓度均增大为原平衡的2 倍,浓度商

利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题

Q>k,平衡向逆反应方向移动,与“平衡体系中各物质浓度均增加相同的倍数,视为增 加压强对化学平衡影咱”结论一致.

题3:在容积可变的密闭容器中进行如下 反应:2SO2(g)+O2(g) 利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题2SO3 (g),反应达到平衡,保持容器内的温度和压强不变,加入少量氦气.平衡如何移动.说明理由.

解析:平衡常数利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题向该平衡体系加入氦气,SO3、SO2和O2的 浓度瞬间均减小相同的倍数,设为原平衡的x 倍(x<1),則浓度商

Q=利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题=利用化学平衡常数解决勒沙特列原理压强中问题


平衡向正反应方向移动.与保持容器内的温度和压强不变,加入惰性气体,体积增大, “平衡体系中各物质浓度均减小相同的倍数, 视为减小压强对化学平衡影响”结论一致.

三、反思

新课标人教版《化学反应股理》中的压 强"对化平衡影响没有像“浓度”和“温度”那样详细地介绍,只是一带而过,这势必给学生增 加了学习难度。当浓度与压强相互影响时,应用勒沙特列原理就有其本身的局限性,此时把压强转化浓度对化学平衡的影响,利用化学平衡常数来理解勒沙特列原理.則能解决学生中的迷惑。因此,在新课标下适时利用“温度不变,平衡常数不变”这一原理定量分析,常有“柳暗花明又一村”的惊喜。

(责任编辑:化学自习室)
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