勒夏特列原理如何理解

2025-05-05 00:10:46
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回答1:

可以认为化学平衡状态是最稳定的状态,平衡被打破,状态就不稳定了,为了再次达到稳定状态,平衡就会自发地移动,以达到稳定状态。总之自发的过程总是向着最稳定的状态靠拢。
我给你打个比方怎么样?
如上图,在密闭气缸中,有一个活塞
A
,将气缸分为两个空间,左边还有一个活塞
B
,将左边分为上下两个空间,假设活塞A、B厚度、质量均可忽略,并且与各部分的摩擦均不计,在右侧充有3molO2气体,左上侧充有1molH2S气体,左下侧充有1molSO2气体,它们处在同温同压下。由于气体分子运动,左右两侧的气体对活塞A都会产生压强,并且由同温同压下,相同物质的量的气体具有相同的体积这一规律可进一步得知,在同温同体积下,两侧的气体产生的压强相同,所以活塞A静止,但是气体的分子运动不会停止,一直持续地撞击活塞A,所以,活塞A的静止状态可以认为是一种动态平衡。现在设想活塞B突然莫名其妙消失了,H2S气体与SO2气体开始接触,并发生反应“2H2S
+
SO2
=
3S↓
+
2H2O”,生成的固态硫和液态水可以认为不占体积,所以左侧的气体体积减小,产生的压强减小,由H2S与SO2是以物质的量2:1反应可知,H2S完全反应,无剩余,SO2过量,还剩余0.5mol,假设上述反应在瞬间完成,活塞A左侧只剩余0.5molSO2气体,活塞A右侧仍然是3molO2气体,则反应完成的那个瞬间,左侧气体的压强小于右侧气体的压强,此时在压强差的影响下,活塞A自发向左侧移动,直至左右两侧压强恢复到相等为止。

以上过程,在活塞B消失之前,即H2S与SO2未反应时,两侧气体的压强相同,分子运动撞击活塞A产生的力相同,使活塞A静止这个状态是动态平衡状态,
就好比一个可逆反应达到的化学平衡状态,
而活塞B消失,H2S与SO2瞬间反应导致两侧压强不相等,
就好比影响化学平衡的一个条件改变了
(影响活塞A是否静止的条件是两侧气体的压强),那么为了减弱这种改变,右侧的气体就要推动活塞A,推动的过程就好比化学平衡移动的过程,等到两侧压强相等时,活塞A停止移动,这时两侧压强相等的状态是一个新的平衡状态,
就好比化学平衡移动后建立了一个新的平衡状态。
“减弱这种改变,而无法消除这种改变”也可以通过这个实验理解,左侧的压强减小了,为了减弱左侧压强的减小,右侧的气体就要推动活塞A使左侧压强增大,但是由于气体的总物质的量减小了(由于H2S和SO2反应),所以达到新的平衡后,左侧的压强仍然比原来要小,只是比活塞A将要移动的那个瞬间要大。

再有,建议你看看物理书上怎么描述热力学第二定律的,看了你会明白很多的。