勒夏特列原理查看源代码讨论查看历史
| 勒沙特列原理 |
|
中文名: 勒夏特列原理 外文名: Le Châtelier’s Principle 别 名: 平衡移动原理 提出者: 勒夏特列 提出时间: 1888年 适用领域: 化学反应平衡／化学原理（可逆反应） 应用学科: 化学 |
勒夏特列原理（Le Chatelier's principle），又名化学平衡移动原理，由法国化学家勒夏特列于1888年发现。是一个定性预测化学平衡点的原理，其具体内容为：如果改变可逆反应的条件（如浓度、压强、温度等），化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。
概述
勒夏特列原理（又称平衡移动原理）是一个定性预测化学平衡点的原理，主要内容为： 在一个已经达到平衡的反应中，如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
比如一个可逆反应中，当增加反应物的浓度时，平衡要向正反应方向移动，平衡的移动使得增加的反应物浓度又会逐步减少；但这种减弱不可能消除增加反应物浓度对这种反应物本身的影响，与旧的平衡体系中这种反应物的浓度相比而言，还是增加了。
在有气体参加或生成的可逆反应中，当增加压强时，平衡总是向压强减小的方向移动，比如在N2+3H2 ⇌2NH3这个可逆反应中，达到一个平衡后，对这个体系进行加压，比如压强增加为原来的两倍，这时旧的平衡要被打破，平衡向压强减小的方向移动，即在本反应中向正反应方向移动，建立新的平衡时，增加的压强即被减弱，不再是原平衡的两倍，但这种增加的压强不可能完全被消除，也不是与原平衡相同，而是处于这两者之间。
勒夏特列原理的应用可以使某些工业生产过程的转化率达到或接近理论值，同时也可以避免一些并无实效的方案（如高炉加碳的方案），其应用非常广泛。
人物简介
勒夏特列（1850-1936），1850年10月8日出生于法国巴黎的一个化学世家。他的祖父和父亲都从事跟化学有关的事业和企业，当时法国许多知名化学家是他家的座上客。因此，他从小就受化学家们的熏陶，中学时代他特别爱好化学实验，一有空便到祖父开设的水泥厂实验室做化学实验。1875年，他以优异的成绩毕业于巴黎工业大学，1887年获博士学位，随即升为化学教授，1907年还兼任法国矿业部长，在第一次世界大战期间出任法国武装部长，1919年退休。
勒夏特列是一位精力旺盛的法国科学家，他研究过水泥的煅烧和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蚀剂的制造以及燃烧、玻璃和炸药的发展等问题。
勒夏特列一生发现、发明众多，最主要的成就是发现了平衡原理，即勒夏特列原理。这一原理不仅适用于化学平衡，而且适用于一切平衡体系，如物理、生理甚至社会上各种平衡系统。此外，勒夏特列还发明了热电偶和光学高温计，高温计可顺利地测定3000℃以上的高温。他还发明了乙炔氧焰发生器，迄今还用于金属的切割和焊接。
勒夏特列特别感兴趣的是科学和工业之间的关系，以及怎样从化学反应中得到最高的产率。他因于1888年发现了“勒夏特列原理”而闻名于世界。
勒夏特列不仅是一位杰出的化学家，还是一位杰出的爱国者。当第一次世界大战发生时，法兰西处于危急中，他担任了武装部长的职务，为保卫祖国而战斗。
原理表述
英文表述：Every system in stable chemical equilibrium submitted to the influence of an exterior force which tends to cause variation either in it s temperature or condensation (pressure, concentration, number of molecules in the unit of volume), in its totality or only in some of it s parts, can undergo only those interior modifications change of temperature, or of condensation, of a sign contrary to that resulting from the exterior force.
翻译如下：
任何稳定化学平衡系统承受外力的影响，无论整体地还是仅仅部分地导致其温度或压缩度（压强、浓度、单位体积的分子数） 发生改变，若它们单独发生的话，系统可以做内在的调节，使温度或压缩度发生变化，该变化与外力引起的改变是相反的。
应用
勒夏特列原理是涉及平衡问题中最重要的一个原理。几乎所有的平衡移动的问题都可以用勒夏特列原理来解释和判断。
浓度改变
增加某一反应物的浓度，则反应向着减少此反应物浓度的方向进行，即反应平衡向正反应方向移动进行。减少某一生成物的浓度，则反应向着增加此生成物浓度的方向进行，即反应平衡向正反应方向移动进行。反应速率及产率也会因为对外界因素系统的影响而改变。
这可以用氢气和一氧化碳生成甲醇的平衡演示：
CO + 2H2⇌ CH3OH 假设我们增加体系中一氧化碳的浓度。应用勒夏特列原理，可以预见到甲醇的量会增加以使得一氧化碳的量减少。如果增加体系中的一种物质，平衡体系会倾向于减少这种物质的反应。相反地，减少一种物质会使得体系去加强生成这种物质的反应。此观察结果可以用碰撞学说解释。随着一氧化碳浓度的提升，反应物之间的有效碰撞次数增加，使得正反应速率增加，生成更多产物。即便是从热力学角度看难以产生的产物，如果该产物不断从体系中移去的话最终产物仍能获得。
温度改变
升高反应温度，则反应向着减少热量的方向进行，即放热反应逆向进行，吸热反应正向进行；降低温度，则反应向着生成热量的方向的进行，即放热反应正向进行，吸热反应逆向进行。
在判断温度对于平衡的影响时，应当把能量变化视为参加反应的物质之一。例如，如果反应是吸热反应，即ΔH>0时，热量被视为反应物，置于方程式左边；反之，当反应为放热反应，即ΔH<0时，热量被视为反应物，置于方程式右边。在放热反应中，温度的增加会导致平衡常数K的值减小；反之，吸热反应的K值随温度增加而增加。
压力改变
压力同样仍是朝消除改变平衡因素的方向进行反应。增加某一气态反应物的压强，则反应向着减少此反应物压强的方向进行，即反应向正方向进行。减少某一气态生成物的压强，则反应向着增加此生成物压强的方向进行，即反应向正方向进行。反之亦然。
以著名的哈伯法制氨反应为例：
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) 反应的左边和右边的系数不一样，所以当平衡后压力突然增加，反应会朝向气体系数和气体体积较小的方向进行。在此例中也就是朝向增加NH3的方向进行。反之如果平衡后压力突然减小，反应会朝向气体系数和气体体积较大的方向进行，故每两分子NH3将会分解成一分子N2和三分子H2。
但是当气体反应物和气体生成物的系数和相同时系统平衡则不受外界的压力改变而变。如一氧化碳与水在高温下反应形成二氧化碳和氢气的反应：
CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) 不论外部压力如何改变，将不会影响平衡的移动。
惰性气体（稀有气体）的影响：
1、若反应前后不允许容器体积变化，则反应物与生成物浓度不变，压强同时增加，反应平衡不变。
2、若反应前后允许容器体积变化，加入惰性气体后容器体积增大，此时相当于减少了反应物与生成物的浓度，反应继续向气体摩尔量多的一侧进行。
若是加了在化学式中的气体，会以浓度来影响化学平衡的左右。
催化影响
仅改变反应进行的速率，并不影响平衡的改变，即对正逆反应的影响程度是一样的。
勒夏特列原理讨论
勒夏特列原理不必讨论正确性，因为反例很多。勒夏特列为了“简洁和普适”，放弃了“严谨和正确”，将一个热力学中总结出来的规律变成“经验规则”，这种情况下再来讨论“正确性”没有意义。先说一下勒夏特列原理的由来，一些书上会说勒夏特列原理是完全经验性的、定性的，其实勒夏特列学过热力学，得出这个结论也不是全靠实验现象归纳。可以想一下，如果没有“化学平衡”这个概念根本不会有勒夏特列原理。讲到“化学平衡”自然要提到吉布斯。1873年，美国化学家吉本斯提出了吉布斯自由能等热力学概念，但因为用到了高深的数学概念，加上又是美国人，很长一段时间没有受到化学家的重视。[1]