恒温恒压等平衡问题

原文地址：勒沙特列原理（课堂实录）作者：yinfei 课题：勒沙特列原理（高三复习课） 时间：2011-3-8

课堂实录 （张亚红老师根据录象资料记录整理） 引入：

某人买体育彩票，中了十万块钱，他兑奖的时候能拿到多少？只有八万块。还有两万到哪里去了？交税了。这就说社会的平衡机制在起作用，平衡向减弱他十万块钱突变的方向发生了移动。

有家男主人病倒了，本来他每月挣4000的，这下困难了。有关部门给他家每月补助800块。和谐社会送温暖，社会的平衡机制起的作用，平衡向着减弱他4千块钱损失的方向发生了移动。

那个人去兑奖了，人家说，十万块钱，你一分都拿不到，全都交税了，可能吗？不可能，以后你那彩票卖给谁去？所以是减弱而不是抵消。那家人病倒了，有关部门每个月给他补助5千块，可能吗？社会承受不起。-------所以是减弱而不是抵消，更加不是倒贴。

复述：师生一起齐声复述勒沙特列原理。

强调：勒沙特列原理中最关键的是六个字——减弱这种改变 具体实例一：合成氨N 2+3H2⇌2NH 3+Q 板书：写出该反应的化学方程式。

平衡当然对可逆过程而言。怎么知道这个反应放热？化合反应绝大部分都是放热的，反例很少，分解反应绝大部分是吸热的，比如说煅烧石灰石，为什么要煅烧？因为这个分解是吸热的。比如说实验室制氧气要持续加热，因为氯酸钾的分解是吸热的。

平衡的意思是什么？相当于左边有4亿个分子反应过去了，同时右边有2亿个分子又回来了。这就平衡了。或者说有2亿的氨分子生成了，同时有2亿的氨分子又分解了。2亿=2亿。然后呢，我们对它搞些破坏。 1、恒容加氮气

在恒容的情况下，把氮气充进去。（画图）比如说这里有一个刚性的容器，三种气体就窝在这个容器中较劲，平衡了。然后在容器的一侧用一个针筒把氮气加进去，在氮气加进去的那个时刻，就增加了正方的力量，反应物分子之间碰撞的机会增多了，正反应速率提高了。（画图）横坐标是时间，纵坐标是速率。本来是平衡了，正反应速率等于逆反应速率，氮气加进去时正反应速率提高了，逆反应速率没有变化，因为浓度没有变化，这个容器的体积没有变化。所以在图像上该时刻逆反应速率这点还在原处，以后这个正反应速率压过逆反应速率，平衡就要发生移动，然后，在新的基础上达到一个新的平衡，刚才是2亿等于2亿，一会可能2.5亿等于2.5亿。平衡向正向移动的结果，氨气的浓度提高了，氢气的浓度下降了，那么氮气的浓度升高还下降的呢？平衡是向正向移动的呀，只是交一点稅而已，大头还是自己留下了，这就是勒沙特列原理的那六个字，减弱这种改变，所以(氮气的浓度) 最终还是升高的。如果我们在这里加一个氮气的转化率αN2，它是升高还是下降的？应是下降。为什么？新氮老氮要一起算，而且加进去的新氮，再强调一遍，它只是交了一点税，大头还是自己留下了，所以新氮老氮一起算，氮气的转化率一定是下降的。（完成表格） 2、恒容加HCl 气体

加进HCl 气体后，结合了氨气，结果变成了固体的物质，离开了这个气相，离开了这个平衡体系，氨气浓度减少了，平衡应该正向移动。（画图）原来是2亿等于2亿，加进HCl 气体的那一时刻，逆反应速率下降，正反应速率不变，因为当时正反应的反应物浓度没有变化。这样，正反应速率压过逆反应速率，平衡向正向移动。正向移动的结果，氢气的浓度应该下降，氮气的浓度下降，这都没话好讲吧，那氨气的浓度呢？下降还是升高？下降。4千块钱的损失只给他补了8百块，勒沙特列原理说的很清楚，减弱这种改变，不可能补到原来的水平，所以最后还是下降了。（完成表格） 3、加压

把刚才的容器改成有活塞的，这个活塞可以往里面推，把气体挤进去，活塞往里面推的时候，氮气、氢气反应物受到挤压，氨气也受到挤压，也就是双方的浓度都是增大的，（画图）本来是2亿等于2亿，在加压的那个时刻，这两点（正、逆反应速率）都跳上去了，谁跳得更高？谁跳的幅度更大？有句话叫“树大招风”，你看左边这棵树大还是右边这棵树大？左边。别忘了，当这个平衡的时候，是左边4亿个投入和右边2亿个投入之间的对峙，4亿对2亿投入之间的对峙，当然是左边这棵树大了，所以在共同挤压的情况下，左边所产生的效益应该是更加显著，所以正反应速率应

该跳的幅度更高，平衡向着正向移动。正向移动的结果，氨气的浓度当然是提高了，那么氮气和氢气的浓度是提高了还是下降了呢？提高了。为什么？先加的浓度。然后再移动，这个移动是移不到原来的水平的。------只是交了一点税。所以这个浓度肯定是提高的。请大家记一句话“树大招风”。当然这个结果还是勒沙特列原理的那个结论，减弱这种改变。本来它是100个大气压，加了50个大气压，结果平衡向着分子数减小的方向移动，就是说压强扣掉了10，变成了140，这个140是高于原来的100，低于150的。-----（完成表格）这个加压是体积变化，所以物质的量的变化和浓度的变化不是一回事，毕竟平衡是向正向移动，氨气的物质的量提高，氮气、氢气物质的量是下降的， 4、恒容加惰性气体

用一个针筒把氦气加进去，氦气加进去，总压是提高的，但是具体落实到氮气、氢气、氨气，它们的浓度提高了吗？没有，还是那点体积，还是那点分子数，你说它们的分压也好，你说它们的密度也好，你说它们的浓度也好，实际上都没有任何的变化。所以我们说，在这种情况下，平衡不发生移动。（完成表格） 5、恒压加氦气

这个恒压是指总压，氦气压进去，总压还要不变化，那当然要扩大体积了，这个活塞要往外拉，宽松了，放开了，各物质浓度都下降了（这里的浓度指的是物质的量浓度），（画图）两点都是下降的，谁下的幅度更多？谁受的影响更大？还是树大招风，刚才你占便宜占得多，现在你损失也大了。正方的损失更大，所以正反应速率下降的幅度明显高于逆反应速率下降的幅度，平衡向逆反应方向移动。逆向移动的结果，氨气的浓度下降，氮气和氢气的浓度下降还是提高？虽然平衡向左移动，但补不到原来的水平。本来是体积扩大，浓度下降了，平衡向左移动，对它进行适当的补偿，但一定补不到原来的水平。所以浓度是下降的。（完成表格）最后的结果还是勒沙特列原理的那个结论，减弱这种改变。体积扩大后，各物质分压下降了，平衡向着分子数增大的方向移动。 6、恒容加热

加热，平衡应该向吸热方向移动，我们对勒沙特列原理还有个解释叫“顺其自然”，你要吸热，我给你加热，平衡向左边移动。（画图）两点都上去，逆反应速率升的更多，最后的结果还是勒沙特列原理的那句话，给它加热，平衡向吸热的方向移动，扣掉你一点温度。（完成表格） 7、催化剂

加入催化剂，平衡不移动，实际的情况是，正逆反应速率都提高了，而且提高的幅度是相同的，本来是2亿等于2亿，现在是3亿等于3亿了。

学生回答：酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子的反应。

教师评价：了不起，哪个词了不起？“本质”，氢氧化钠和醋酸反应是笼统之说，氢离子和氢氧根离子反应是本质之说。前面的话也没错，只是笼统之说。

加进氢氧化钠，等于消耗了氢离子，平衡向正向移动，CH 3COO -浓度升高 CH3COOH 浓度降低，那么H +浓度呢？下降了，勒沙特列原理告诉我们，减弱而不是抵消。一定是下降的。醋酸的电离度也提高了。（完成表格） 2、 加入HCl

相当于增加了H +的力量，平衡向左边移动。移动的结果，CH 3COO -浓度下降， CH 3COOH 浓度升高，那么H +浓度呢？是升还是降？平衡向左边移动是抵消不了的，只是交了一点税。（完成表格） 3、加入Na 2CO 3固体

注意碳酸根离子不是原平衡体系三微粒之一，所以必须拐个弯去考虑它的水解(板书) CO32-+H2O ⇌HCO 3-+OH-，原来它还是OH -的作用，因为碳酸根离子不是原平衡体系三微粒之一，水解的结果，加入碳酸根的作用还是OH -的作用。（完成表格）加入碳酸钠和加入氢氧化钠对平衡的影响是完全相同的，都是加入碱。当然我们这里只讲方向，不讲程度，毕竟氢氧化钠是一个强碱，是科班，碳酸钠的碱性是业余爱好，其本质是盐，所以影响的幅度不一样，但方向是一致的。

4、加入NH 4Cl 固体

氯离子(跟Na +一样) 也是一个乖孩子，什么事情都不做的。铵根离子不是原平衡体系三微粒之一，我们还得拐个弯去考虑它的水解(板书) NH4++H2O ⇌NH 3∙ H2O+H+，结果生成了氢离子，那它的作用就是氢离子的作用，那它的影响就和盐酸的影响相同了。（完成表格）当然，作为酸来讲，它只是业余爱好，它仍是个盐，不如盐酸科班。 5、 加入醋酸钠固体

这里我们遇到一个问题，你是讨论醋酸根离子水解以后对原平衡体系施加影响呢？还是考虑醋酸根离子本身的影响？应该考虑后者，凭什么？我们经常讲水解叫部分水解，怎么理解“部分”这两个字？就是极少，极少部分水解，比如说百分之几，千分之几，极少数，我们要这个西瓜，不要这个芝麻，所以，我们必须考虑醋酸根离子本身的作用，而不是拐个弯去考虑它的水解产生的氢氧根离子的作用。它和前面几种情况不一样，前面不是原平衡体系三微粒之一，那我们就得拐弯了，而醋酸根离子本身就是原平衡体系三微粒之一，你就不应该考虑它身上掉下来的芝麻，我要考西瓜本身，所以应该是醋酸根离子本身对平衡体系的影响。结果是平衡向左移动，醋酸分子浓度增大，氢离子浓度下降，醋酸根离子浓度呢？下降还是提高？上升。减不到原来的水平，是减弱而不是抵消。（完成表格） 6、 加入少量醋酸

加入少量纯醋酸或浓醋酸，问题又来了，你是考虑醋酸分子本身对原平衡体系施加影响呢？还是考虑醋酸电离出的氢离子的影响？应考虑醋酸分子本身。还是那个“部分”，“极少部分” ，百分之几，千分之几。我讲一个极端情况，说把一瓶醋酸倒到大海里面去，最后海浪一晃荡，阴离子到大西洋去了，阳离子到了太平洋，阴阳离子相互间找不到了，那个电离度可以达到百分之百，同意吗？但是这样的醋酸溶液有意义吗？你指着大海说，这个是醋酸溶液，因为我倒过一瓶醋酸进去过。我们讲在实用的范围内，比如说我拿到一瓶醋酸，我至少还能闻到酸味的这样一瓶醋酸，在实用的范围里面，这个“部分”是“极少部分”，我们当然要这个西瓜，不要这个芝麻，所以在这里，我们必须考虑醋酸分子本身对原平衡体系施加的影响。平衡向正向移动，氢离子浓度提高，醋酸根离子浓度提高，这都没话好讲，醋酸分子浓度？还是提高，减不到原来的水平，是减弱而不是抵消。（完成表格） 7、 通入少量氨气

氨气进去变成一水合氨，大部分是一水合氨，这时侯我们必须考虑它的电离了， （板书）NH 3•H2O ⇌NH 4++OH-

因为它不是原平衡体系三微粒之一，势必拐个弯去考虑它电离了，哪怕是芝麻我也要，西瓜在这里没用。原来还是氢氧根离子的影响，照搬第一种情况（完成表格） 8、 加入少量镁粉

加入少量镁粉等于把氢离子消耗掉，置换反应，平衡向正向移动，醋酸分子浓度下降，醋酸根离子浓度上升，氢离子浓度最终下降，毕竟消耗掉了嘛吗，对它进行补偿，补不到原来的水平。（完成表格） 9、 加水

这里的加水要加得多一点，是大量的水加进去稀释。醋酸分子浓度被稀释了，醋酸根离子浓度被稀释了，氢离子浓度被稀释了，大家都被稀释了，大家都损失了，谁的损失更大，左边这棵树大还是右边这棵树大？当然是右边的损失更加显著。这样平衡向右边移动，对右边进行补偿，醋酸分子浓度下降，醋酸根离子浓度和氢离子浓度也下降，补偿不到原来的水平。我今天去买了一瓶醋，觉得不够酸，不够酸怎么办？加水？加水就变酸了？电离度是提高了，这个酸味肯定是下降的，加了水之后，这个酸味反而提高了，没这种道理。这样不要太合算了，我去买瓶醋来，一天到晚往里加水，越来越酸。电离度是提高了，对右边进行适当的补偿，但右边的浓度一定是下降的。（完成表格） 10、 加热