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勒夏特列原理失效,怎么办?

勒夏特列原理:如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。但是这个定律的准确性,从来都没有停止争论过。甚至,很多人都建议将这个定律从高中课本中去掉。对于高中生而言,关键还是要找到合理的方法去解决题目。这里教给大家两个技能:虚拟容器大法和平衡常数大法。

一、虚拟容器大法

对于合成氨的反应勒夏特列原理失效,怎么办?恒温条件下,向1L 的密闭容器中充入1mol N2和3mol H2,达到平衡后NH3的体积分数为a%。再向容器中充入2mol NH3,达到平衡后NH3的体积分数为b%。则a%与b%的大小关系是________________。

【解析】此题若从勒夏特列原理来解释,因加入的NH3是生成物,则平衡逆向移动,那么NH3的体积分数将减小。但是,当充入NH3时,不仅仅增加了生成物,还增大了容器内的压强。若从压强角度上分析,答案却恰恰相反。

那么可以使用虚拟容器大法了。

我们可以虚拟一个体积也是1L 的容器,将要充入的2mol NH3,暂时充入此容器中。那么这部分NH3也可以达到平衡,此平衡与原平衡完全相同。平衡后NH3的体积分数也为a%。

关键步骤来了!

现在将两个1L 容器放在一起,给他们一起加压,将体积压缩到1L。那么,整体上,平衡正向移动。NH3的体积分数将增大。得到结论:a%<b%。

分析本应到此结束。但是大家晕了,到底平衡是向哪边移动的?这个问题嘛,又成了哲学概念了。如果以充入的2mol NH3为研究对象,则平衡是逆向移动的;如果以所有的物质为研究对象,平衡是正向移动的。

这就是部分与整体的哲学观点。

二、平衡常数大法

对于二氧化硫氧化的反应勒夏特列原理失效,怎么办?恒温条件下,向1L 的密闭容器中充入一定量SO2和O2,达到平衡后SO2为2mol、O2为1mol、SO3为2mol。再向容器中充入SO2、O2、SO3各1mol,再次达到平衡后,c(SO3)/c(SO2)________(填变大、变小、不变)

【解析】这题又加了反应物,又加生成物,还导致了压强变化。勒夏特列原理要完蛋。只有靠平衡常数大法了!

勒夏特列原理失效,怎么办?

先求出第一次平衡时平衡常数。因为体积是1L,所以带入公式的时候可以直接带入物质的量。

加入了各种物质后。

勒夏特列原理失效,怎么办?

根据计算Qc<K。所以平衡会向正向移动。答案为变大。

当勒夏特列原理失效的时候,定性的“虚拟容器大法”和定量的“平衡常数大法”是我们解决难题的关键。


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