淺析壓強對特殊平衡移動方向的影響

夏吾開提·阿木提

摘 要：化學平衡知識是中學化學教學中的一個難點，學生在運用勒沙特列原理判斷化學平衡移動方向時，經常會碰到與勒沙特列原理有矛盾的問題，特別是有氣體參加的反應，濃度對化學平衡的移動等。

關鍵詞：化學;壓強;特殊平衡

影響化學平衡移動的條件有濃度、壓強、溫度，根據勒沙特列原理，如果改變其中一個條件，化學平衡會減弱這個條件的方向移動。有氣體參加的反應來說，壓強的改變有以下三種方式實現。一是恒容條件下增加或減少反應體系中的氣體的量;二是恒容條件下加入惰性氣體;三是改變容器的體積。

對于氣體參加的可逆反應，改變容器的體積必然會引起各物質濃度的變化。縮小體積，壓強增大，各物質濃度同時增大;增大體積，壓強減小，各物質濃度同時減小。由此分析，壓強對化學平衡的影響本質上是濃度對化學平衡的影響。但對于一些特殊的反應用濃度變化來解釋平衡的移動，會出現矛盾。比如，恒溫恒容條件下，1 molN2O4放在1 L的真空密閉容器中，發生反應：N2O4（g）2NO2（g）當反應達到平衡后，容器內再充入1 molN2O4氣體，平衡向哪個方向移動？如果用濃度的影響來判斷，增加反應物的濃度，平衡向正反應方向移動;如果用壓強來判斷，因為恒容條件下增加氣體的量相當于增大壓強，該反應是氣體體積增大的反應，所以增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向，也就是逆反應方向移動。這道題有2個完全相反的回答，肯定只能有一個答案是正確的。那么，為什么用勒沙特列原理解釋同一問題時會產生截然不同而且自相矛盾的答案呢？下面就此進行討論。

一、勒沙特列原理的應用條件

上述問題中之所以出現兩種截然不同的答案，是由于在使用勒沙特列原理時忽略了勒沙特列原理的使用條件。

勒沙特列原理的定義是：如果改變影響平衡的一個外界條件（如濃度、溫度、壓強等）時，平衡向減弱這種改變的方向移動。

可見，在使用勒沙特列原理判斷平衡移動方向時，只能“單一因素”發生改變。如上述問題中，當原來的1 molN2O4已達到平衡后，再加入1 molN2O4不僅僅使反應物濃度增加，同時也使整個反應體系的壓強增加，在兩個因素同時改變時，顯然不能單獨考慮濃度引起的變化，否則，就會產生錯誤的判斷。

二、化學反應進行的方向與化學平衡的移動

上述問題出現錯誤解釋的原因之一就是混淆了“化學反應進行的方向”與“化學平衡的移動”這兩個不同的概念。首先應該知道，“化學反應進行的方向”是指：假如反應向正向進行，那么，反應物的量減少或生成物的量增加;“化學平衡的移動”是指：一個可逆反應達到平衡后，如果改變了反應條件（如濃度、溫度、壓強等），平衡混合物里各組成物質的體積分數（或物質的量分數）也隨之改變，平衡就發生了移動，當反應后反應物的體積分數（或物質的量分數）變小時，平衡向正方向移動;當反應后反應物的體積分數（或物質的量分數）變大時，平衡向逆方向移動。原因之二要懂得：化學反應進行的方向是對“新”加入的物質發生反應的總趨勢而言的——討論的對象是新加入的物質與過程有關;化學平衡移動是對“舊”的平衡體系的破壞而言的——討論的對象是舊的平衡體系。所以，化學平衡的移動指的是反應始態和終態，與過程無關。所以，對上述問題再加入1 molN2O4，相當于增大壓強，平衡向逆反應方向移動。

特殊構成形式的反應中物質數量變化后平衡狀態的判斷：

對于平衡體系構成為aA（g）bB（g）+cC（g）的可逆反應，反應達到平衡后，再向容器中加入一定量的A或與平衡體系中n（B）、n（C）比值相同的B、C物質后重新達到平衡時，所加物質對平衡狀態的影響有以下3種。

1.若a=b+c，加入一定量的A或與平衡體系中n（B）、n（C）比值相同的B、C物質，相當于增大壓強，該反應是氣體體積不變的反應，平衡不移動。

2.若a>b+c，加入一定量的A或與平衡體系中n（B）、n（C）比值相同的B、C物質，相當于增大壓強，該反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡向氣體體積減小的方向（也就是正反應方向）移動。

3.若a

例題：對于以下三個反應，從正反應開始進行，達到平衡后，保持溫度、容器體積不變，按要求回答下列問題。

再充入PCl5（g），平衡_________移動，達到平衡后，PCl5（g）的轉化率_________，PCl5（g）的百分含量____________。

再充入HI（g），平衡__________移動，達到平衡后，HI的分解率_________，HI的百分含量________________。

再充入NO2（g），平衡__________移動，達到平衡后，NO2（g）的轉化率_________，NO2（g）的百分含量_________________。

【解析】當容器的容積不變時，加入PCl5、HI、NO2對平衡狀態的影響相當于對容器進行加壓，加壓對于反應（1）來說，有利于反應向左進行，故PCl5轉化率減小、百分含量增大;加壓對于反應（2）來說，平衡不移動，故H1的分解率、百分含量保持不變;加壓對于反應（3）來說，有利于反應向右進行，故NO2轉化率增大、百分含量減小。

【答案】（1）逆反應方向 減小 增大（2）不 不變 不變

（3）正反應方向 增大 減小

編輯 段麗君