高二化學(xué)之化學(xué)平衡疑點解析

　　1某溫度下，某一固定容器中進行的aA(g)+bB(g) = cC(g) 的可逆反應(yīng)，若某氣體的體積分數(shù)不變，則該反應(yīng)一定達到了化學(xué)反應(yīng)的限度即化學(xué)平衡狀態(tài)嗎？

　　經(jīng)常在題目中看到當某氣體的體積分數(shù)不變時，即認定化學(xué)反應(yīng)達到了化學(xué)平衡，這種說法其實是一種誤解。一定條件下，當反應(yīng)物和生成物濃度不變時，可逆反應(yīng)達到了化學(xué)平衡狀態(tài)，但是某氣體的體積分數(shù)不變并不能推出各物質(zhì)的濃度不變。例如某溫度下，某一固定體積為1L的密閉容器，充入1mol N2和1molH2發(fā)生合成氨反應(yīng)，則有

　　////////////////////////////////////////////////////////N2(g)+3H2(g)=2NH3

　　初始物質(zhì)的物質(zhì)的量(mol) 1 1 0

　　任意時刻轉(zhuǎn)化了的物質(zhì)的量(mol) x 3x 2x

　　任意時刻的物質(zhì)的量(mol) 1-x 1-3x 2x

　　由此N2的初始體積分數(shù)為50％，任意時刻N2的體積分數(shù)為(1-x)/(1-x+1-3x+2x)*100％=50％。

　　因此單獨的指明某一氣體的體積分數(shù)不變并不能說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)，只有說明各氣體的體積分數(shù)均不變才能說明該反應(yīng)達到了化學(xué)平衡狀態(tài)。同理對于上述密閉體系的合成氨反應(yīng)，升高溫度，平衡盡管逆向移動，但是N2的體積分數(shù)不變。

　　2勒夏特列原理能適用于任何化學(xué)平衡的移動問題嗎？

　　勒夏特列原理，幾乎能適用所有的化學(xué)平衡移動問題，但并不是全部的化學(xué)平衡移動問題。我們要認識到勒夏特列原理不是在所有條件下都成立的，我們不能用勒夏特列原理解釋所有的化學(xué)平衡移動的問題：勒夏特列原理僅僅適用于封閉、均相體系，只能在改變影響化學(xué)平衡的一個條件時適用。并且對于某些復(fù)雜反應(yīng)，大多數(shù)反應(yīng)為非基元反應(yīng)，連質(zhì)量作用定律都不能服從，其平衡常數(shù)的表達式也不能簡單寫出，要由實驗獲得，此時，定性的勒夏特列原理顯然不能解決這些復(fù)雜的化學(xué)平衡移動問題。現(xiàn)在很多教材都開始淡化勒夏特列原理，而是采用更一般的平衡移動原理，引入反應(yīng)商數(shù)和范特霍夫定律結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)定量解決平衡移動的方向問題，最后介紹定性的勒夏特列原理進行補充。

　　3一定條件下，平衡移動的結(jié)果只能減弱這種改變，不能完全抵消這種改變嗎？

　　勒夏特列原理指出：改變影響化學(xué)平衡的一個因素，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。很多人由此認為平衡移動的結(jié)果只能減弱這種改變，不能完全抵消這種改變，這是對勒夏特列原理的誤解，勒夏特列原理僅僅指出平衡移動的方向，沒有指出平衡移動的結(jié)果。例如一定溫度下某密閉容器中進行碳酸鈣的分解反應(yīng)，達到化學(xué)平衡后，保持溫度不變，縮小容器體積，平衡逆移，但是最終c(CO2)不變，壓強不變。因為溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)K不變，而平衡常數(shù)的表達式為K=c(CO2)。因此使用勒夏特列原理一定要注意其適用范圍。

　　4 達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)物和生成物一定同時存在嗎？

　　化學(xué)平衡研究的對象為可逆反應(yīng)，一般情況下可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，反應(yīng)物和生成物共存，但是對于某些非均相反應(yīng)，例如某溫度下的密閉體系中碳酸鈣分解的反應(yīng)，達到平衡后，全部移走固體碳酸鈣或者氧化鈣，平衡不移動即仍為化學(xué)平衡狀態(tài)，可見當全部移走碳酸鈣時仍為平衡狀態(tài)，但此時僅存在生成物。