勒夏特列与平衡移动原理

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1、勒夏特列与平衡移动原理　　【摘要】勒夏特列原理，即平衡移动原理，是处理条件变化时化学平衡移动方向的重要依据。本文回顾了勒夏特列的一生并重点介绍了勒夏特列在化学平衡方面取得的成就。　　【关键词】夏特列原理　　1.化学世家――传承实业之路　　1850年10月8日，勒夏特列出生于法国一个著名的化学世家。祖父、父亲都从事与化学相关的行业。勒夏特列的祖父是著名的水泥制造商。勒夏特列的父亲是一名出色的工程师，曾参与研发法国、西班牙、奥地利的铁路修筑工作，为当时的欧洲铁路作出了卓越的贡献。夏特列的母亲是一位德才兼备的女性，思想积极向上，很具有艺术天赋。就是这样家庭文化背景，使勒夏特列从小便受到良好的

2、科学技术教育。　　2.科学事业――男子汉的天职　　勒夏特列的父亲说，男子汉的天职就是为科学技术服务。勒夏特列在1869年通过考试，进入巴黎工业大学学习。1875年，勒夏特列获得博士学位后毕业于巴黎工业大学。1877年被任命为矿业学院的化学教授，对化学研究充满热忱。　　他深入研究了炼钢技术中的“高炉反应”，高炉无论怎样加高炉气中仍含有一定量的一氧化碳。勒夏特列认为，这是因为发生了可逆反应：C+CO2←→2CO5，故高炉气中存在着一定量的一氧化碳是难以避免的，所以这就需要深入研究化学反应的平衡问题。　　3.揭示原理――平衡移动之美　　19世纪，化学工业迅猛崛起。化学过程及影响化学过程的因素

3、对工业生产效益产生了很大的影响。为此化学家们开始了对化学过程的新研究、揭示新规律。　　3.1推理的科学方法　　爱因斯坦说：“一切科学的伟大目标，即要从尽可能多的假设或公理出发，通过逻辑的演绎概括尽可能多的经验事实。”所谓推理，是从一个或一些已知的判断推出另一个新判断的逻辑思维形式。勒夏特列正运用了推理的方法，深入研究了前人关于化学平衡的论说，把它们组织、编排起来当作理论依据的判断，推理出研究对象的未知性质或关系，进而为学说的建立指示方向，得出新判断、新方法。勒夏特对高炉反应进行了深入的研究，发现了一氧化碳的存在不是反应不完全的问题而是高炉炼铁中存在着反应C+CO2←→2CO，这是一个可

4、逆反应，而氧化铁恰好是这一正反应的催化剂。这个可逆反应的发现使勒夏特列想到，按照逻辑推理，既然有可逆反应的存在，那么当正反应速度等于逆反应速度时，就必然会存在着化学反应的动态平衡问题。　　3.2实验的科学方法　　达?芬奇说：“科学如果不从实验中产生，并以一种清晰的实验结果出现，便是毫无用处的，充满荒谬的，因为实验是确实性之母”。他相信实践是检验真理的唯一标准，不断把理论付诸于实践，通过大量实验来证明他推理的科学性。5　　（1）浓度的影响　　勒夏特列做了这样一个实验：平衡H2+I2←→2HI（g），　　当其中一项的浓度，通过从外部加一些或者通过取走一些而发生变化时，观察实验现象。　　实验

5、现象表明：平衡时，正反应和逆反应的速度是相等的，若强行将另一些HI加入系统中则[HI]增大，逆反应速度增强，平衡破坏。在这样的情况下，由于正反应和逆反应的速度不等而引起了平衡向着速度更快些的方向移动。上述反应时向左即向逆反应方向移动。其结果是逆反应生成H2和I2比正反应耗用H2和I2更快，故H2、I2浓度增加，随之正反应速度也增大；同时，HI的消耗比起他的产生要快，从而降低了[HI]和逆反应的速度，如此下去直到两个速度变得相等，达到一个新的平衡H2+I2←→2HI（g）　　（2）温度的影响　　改变一个平衡系统的温度将改变化学平衡，正反应与逆反应的速度将不再相等，但两种速度的改变程度并不

6、相同。实验表明，为了提高某些物质的温度，就必须加热，这可以理解为温度的升高时“加入了热量”，而温度的降低则为取走了热量，如平衡：　　PCl5（g）←→PCl3（g）+Cl2（g）△H=+22.1KJ/mol　　实验数据显示，若热量被加入到一已知平衡系统中，平衡必须逆向移动才能消耗一些加入的热量；若取走能量即降低温度，反应将趋向补偿某些被取走的能量。　　（3）压强的影响5　　勒夏特列通过气体的压力、气体分子数发现，气体系统体积的减少使其压力增大，平衡向引起部分抵消已有的变化方向移动。压力的增高将通过气体分子总数的减少予以消除，气体分子总数的减少会降低气体所产生的压力，故得出结论：若压缩一

7、气体平衡系统，所增加的压力将由于系统朝着减少气体分子数的方向的移动而部分消除；若气体系统膨胀，则压力的降低可由于向着产生更多的气体分子的方向的移动而予以部分补偿。　　勒夏特列凭借着扎实的数学基础，运动热力学工具，又不是简单的套用热力学公式，实验演义、理论推导，在推理和类比的指导下，利用热力学提供的概念和思想去分析前人的经验结论，从中概括出新的概念和思想，找出联系之间的联系，解决问题。　　1888年，勒夏特列通过对实验现象归纳总结了化学平衡移动原