浅析压强对特殊平衡移动方向的影响

夏吾开提·阿木提

摘 要：化学平衡知识是中学化学教学中的一个难点，学生在运用勒沙特列原理判断化学平衡移动方向时，经常会碰到与勒沙特列原理有矛盾的问题，特别是有气体参加的反应，浓度对化学平衡的移动等。

关键词：化学;压强;特殊平衡

影响化学平衡移动的条件有浓度、压强、温度，根据勒沙特列原理，如果改变其中一个条件，化学平衡会减弱这个条件的方向移动。有气体参加的反应来说，压强的改变有以下三种方式实现。一是恒容条件下增加或减少反应体系中的气体的量;二是恒容条件下加入惰性气体;三是改变容器的体积。

对于气体参加的可逆反应，改变容器的体积必然会引起各物质浓度的变化。缩小体积，压强增大，各物质浓度同时增大;增大体积，压强减小，各物质浓度同时减小。由此分析，压强对化学平衡的影响本质上是浓度对化学平衡的影响。但对于一些特殊的反应用浓度变化来解释平衡的移动，会出现矛盾。比如，恒温恒容条件下，1 molN2O4放在1 L的真空密闭容器中，发生反应：N2O4（g）2NO2（g）当反应达到平衡后，容器内再充入1 molN2O4气体，平衡向哪个方向移动？如果用浓度的影响来判断，增加反应物的浓度，平衡向正反应方向移动;如果用压强来判断，因为恒容条件下增加气体的量相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，所以增大压强，平衡向气体体积减小的方向，也就是逆反应方向移动。这道题有2个完全相反的回答，肯定只能有一个答案是正确的。那么，为什么用勒沙特列原理解释同一问题时会产生截然不同而且自相矛盾的答案呢？下面就此进行讨论。

一、勒沙特列原理的应用条件

上述问题中之所以出现两种截然不同的答案，是由于在使用勒沙特列原理时忽略了勒沙特列原理的使用条件。

勒沙特列原理的定义是：如果改变影响平衡的一个外界条件（如浓度、温度、压强等）时，平衡向减弱这种改变的方向移动。

可见，在使用勒沙特列原理判断平衡移动方向时，只能“单一因素”发生改变。如上述问题中，当原来的1 molN2O4已达到平衡后，再加入1 molN2O4不仅仅使反应物浓度增加，同时也使整个反应体系的压强增加，在两个因素同时改变时，显然不能单独考虑浓度引起的变化，否则，就会产生错误的判断。

二、化学反应进行的方向与化学平衡的移动

上述问题出现错误解释的原因之一就是混淆了“化学反应进行的方向”与“化学平衡的移动”这两个不同的概念。首先应该知道，“化学反应进行的方向”是指：假如反应向正向进行，那么，反应物的量减少或生成物的量增加;“化学平衡的移动”是指：一个可逆反应达到平衡后，如果改变了反应条件（如浓度、温度、压强等），平衡混合物里各组成物质的体积分数（或物质的量分数）也随之改变，平衡就发生了移动，当反应后反应物的体积分数（或物质的量分数）变小时，平衡向正方向移动;当反应后反应物的体积分数（或物质的量分数）变大时，平衡向逆方向移动。原因之二要懂得：化学反应进行的方向是对“新”加入的物质发生反应的总趋势而言的——讨论的对象是新加入的物质与过程有关;化学平衡移动是对“旧”的平衡体系的破坏而言的——讨论的对象是旧的平衡体系。所以，化学平衡的移动指的是反应始态和终态，与过程无关。所以，对上述问题再加入1 molN2O4，相当于增大压强，平衡向逆反应方向移动。

特殊构成形式的反应中物质数量变化后平衡状态的判断：

对于平衡体系构成为aA（g）bB（g）+cC（g）的可逆反应，反应达到平衡后，再向容器中加入一定量的A或与平衡体系中n（B）、n（C）比值相同的B、C物质后重新达到平衡时，所加物质对平衡状态的影响有以下3种。

1.若a=b+c，加入一定量的A或与平衡体系中n（B）、n（C）比值相同的B、C物质，相当于增大压强，该反应是气体体积不变的反应，平衡不移动。

2.若a>b+c，加入一定量的A或與平衡体系中n（B）、n（C）比值相同的B、C物质，相当于增大压强，该反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向气体体积减小的方向（也就是正反应方向）移动。

3.若a

例题：对于以下三个反应，从正反应开始进行，达到平衡后，保持温度、容器体积不变，按要求回答下列问题。

再充入PCl5（g），平衡_________移动，达到平衡后，PCl5（g）的转化率_________，PCl5（g）的百分含量____________。

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

再充入NO2（g），平衡__________移动，达到平衡后，NO2（g）的转化率_________，NO2（g）的百分含量_________________。

【解析】当容器的容积不变时，加入PCl5、HI、NO2对平衡状态的影响相当于对容器进行加压，加压对于反应（1）来说，有利于反应向左进行，故PCl5转化率减小、百分含量增大;加压对于反应（2）来说，平衡不移动，故H1的分解率、百分含量保持不变;加压对于反应（3）来说，有利于反应向右进行，故NO2转化率增大、百分含量减小。

【答案】（1）逆反应方向 减小 增大（2）不 不变 不变

（3）正反应方向 增大 减小

编辑 段丽君