Le Chatelier\'s principle

簡介

 勒夏特列原理（又稱平衡移動原理）是一個定性預測化學平衡點的原理，主要內容為： 在一個已經達到平衡的反應中，如果改變影響平衡的條件之一（如溫度、壓強以及參加反應的化學物質的濃度），平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。

比如一個可逆反應中，當增加反應物的濃度時，平衡要向正反應方向移動，平衡的移動使得增加的反應物濃度又會逐步減少；但這種減弱不可能消除增加反應物濃度對這種反應物本身的影響，與舊的平衡體係中這種反應物的濃度相比而言，還是增加了。

在有氣體參加或生成的可逆反應中，當增加壓強時，平衡總是向壓強減小的方向移動，比如在N2+3H2 ?2NH3這個可逆反應中，達到一個平衡後，對這個體係進行加壓，比如壓強增加為原來的兩倍，這時舊的平衡要被打破，平衡向壓強減小的方向移動，即在本反應中向正反應方向移動，建立新的平衡時，增加的壓強即被減弱，不再是原平衡的兩倍，但這種增加的壓強不可能完全被消除，也不是與原平衡相同，而是處於這兩者之間。

應用

勒夏特列原理的應用可以使某些工業生產過程的轉化率達到或接近理論值，同時也可以避免一些並無實效的方案（如高爐加碳的方案），其應用非常廣泛 [2]。

濃度改變

增加某一反應物的濃度，則反應向著減少此反應物濃度的方向進行，即反應平衡向正反應方向移動進行。減少某一生成物的濃度，則反應向著增加此生成物濃度的方向進行，即反應平衡向正反應方向移動進行。反應速率及產率也會因為對外界因素係統的影響而改變。

這可以用氫氣和一氧化碳生成甲醇的平衡演示：CO + 2H2? CH3OH。假設我們增加體係中一氧化碳的濃度，應用勒夏特列原理，可以預見到甲醇的量會增加以使得一氧化碳的量減少。此觀察結果可以用碰撞學說解釋，隨著一氧化碳濃度的提升，反應物之間的有效碰撞次數增加，使得正反應速率增加，生成更多產物。

溫度改變

升高反應溫度，則反應向著減少熱量的方向進行，即放熱反應逆向進行，吸熱反應正向進行；降低溫度，則反應向著生成熱量的方向的進行，即放熱反應正向進行，吸熱反應逆向進行。

在判斷溫度對於平衡的影響時，應當把能量變化視為參加反應的物質之一。例如，如果反應是吸熱反應，即ΔH>0時，熱量被視為反應物，置於方程式左邊；反之，當反應為放熱反應，即ΔH<0時，熱量被視為反應物，置於方程式右邊。在放熱反應中，溫度的增加會導致平衡常數K的值減小；反之，吸熱反應的K值隨溫度增加而增加。

壓力改變

壓力同樣仍是朝消除改變平衡因素的方向進行反應。增加某一氣態反應物的壓強，則反應向著減少此反應物壓強的方向進行，即反應向正方向進行。減少某一氣態生成物的壓強，則反應向著增加此生成物壓強的方向進行，即反應向正方向進行。反之亦然。

以著名的哈伯法製氨反應為例：N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g)。反應的左邊和右邊的係數不一樣，所以當平衡後壓力突然增加，反應會朝向氣體係數和氣體體積較小的方向進行，在此例中也就是朝向增加NH3的方向進行。反之如果平衡後壓力突然減小，反應會朝向氣體係數和氣體體積較大的方向進行，故每兩分子NH3將會分解成一分子N2和三分子H2。

但是當氣體反應物和氣體生成物的係數和相同時係統平衡則不受外界的壓力改變而變，如一氧化碳與水在高溫下反應形成二氧化碳和氫氣的反應：CO2(g) + H2(g) ?CO(g) + H2O(g)。不論外部壓力如何改變，將不會影響平衡的移動。

惰性氣體（稀有氣體）的影響：

1、若反應前後不允許容器體積變化，則反應物與生成物濃度不變，壓強同時增加，反應平衡不變。

2、若反應前後允許容器體積變化，加入惰性氣體後容器體積增大，此時相當於減少了反應物與生成物的濃度，反應繼續向氣體摩爾量多的一側進行。

若是加了在化學式中的氣體，會以濃度來影響化學平衡的左右。

催化影響

僅改變反應進行的速率，並不影響平衡的改變，即對正逆反應的影響程度是一樣的。