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14.8: 勒查特利尔的原则:改变注意力
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勒查特利尔的原则:改变注意力
 
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14.8: 勒查特利尔的原则:改变注意力

处于平衡状态的系统处于动态平衡状态,向前和反向反应以相同的速度发生。如果均衡系统受到不同影响这些反应速率的条件的变化( 压力),则速率不再相等,系统不处于平衡状态。该系统随后将经历一个净反应,朝着更高的利率( 一个转变),将重新建立平衡的方向。这种现象被勒查泰利耶的原则所概括: 如果一个平衡系统受到压力,这个系统将经历一个转变,以应对重新建立平衡的压力

反应率主要受浓度的影响,如反应的速率定律和温度,如 Arhenius 方程所述。因此,浓度和温度的变化是可以改变平衡的两种应力。

浓度变化的影响

如果平衡系统受到反应物或产品物种浓度变化的影响,则前向或反向反应的速度将发生变化。例如,考虑均衡反应:

Eq1

当此系统处于平衡状态时,正向和反向反应速率相等。

Eq2

如果系统通过添加反应剂(N2 或 O2)来强调,则由此产生的浓度增加会导致前反应速率增加,超过反向反应的速度:

Eq3

系统将经历向前方向的临时净反应,以重新建立平衡(平衡将向右移动)。如果某些产品 NO 从系统中删除,从而降低反向反应的速率,则会导致同样的变化,从而再次导致相同的速率不平衡。

同样的逻辑可以用来解释从去除反应剂或将产品添加到平衡系统中导致的左移。这两种压力都导致反向反应率上升

Eq4

和一个临时的净反应在相反的方向,以重新建立平衡。

作为这种动能解释的替代方法,可以从反应商的角度合理化浓度变化对均衡的影响。当系统处于平衡状态时,

Eq5

如果添加反应剂(增加反应商的分母)或删除产品(减少数数),则Qc c和平衡将右移。请注意,诱导这种应激的三种不同方法导致平衡混合物成分的三种不同变化。如果添加 N2,正确的移位将消耗 O2并产生 NO,因为平衡被重新建立,产生浓度更高的 N2和 NO 的混合物,O2的浓度比以前更低。如果加入O2,新的平衡混合物的浓度将更高,O2和NO,而N2的浓度较低。最后,如果去除NO,新的平衡混合物的浓度将更高,为N2和O2,NO浓度较低。尽管在组成上存在这些差异,但平衡常数的价值在压力过后将和以前一样(根据大规模行动定律)。对于涉及去除反应剂或添加产品的压力,可以采用同样的逻辑,在这种情况下,Qc =Kc和平衡将左移。

本文改编自 《开放》第13.3节《化学2e》,第13.3节:莱查特利耶原理

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