勒夏特列原理
处于平衡的体系受到外界条件的改变时，平衡会向着减弱这种改变的方向移动，这就是勒夏特列原理Le Châtelier’s principle（2.11.5）。注意是“减弱”，不是“抵消”：新平衡下，被改变的那个量仍然和原来不同。
| 改变 | 平衡移动的方向 |
|---|---|
| 增大某反应物浓度（或移走生成物） | 向正方向 |
| 增大某生成物浓度（或移走反应物） | 向逆方向 |
| 减小体积（增大压强），只对气体 | 向气体分子数少的一边 |
| 增大体积（减小压强） | 向气体分子数多的一边 |
| 升高温度 | 向吸热方向 |
| 降低温度 | 向放热方向 |
| 加入纯固体或纯液体 | 不移动 |
| 加催化剂 | 不移动（只是更快达到平衡） |
| 恒容充入惰性气体 | 不移动（各物质的分压不变） |
温度是唯一能改变 K 的因素：正反应吸热时，升温使 K 增大；正反应放热时，升温使 K 减小。其余改变都不改变 K，只改变 Q（U7.10）。
选一个反应和一种改变，比较“原平衡 → 刚改变时 → 新平衡”的浓度：
看得见的平衡移动
实验室里常用颜色来观察平衡移动。氯化钴溶液中，粉红色的 [Co(H₂O)₆]²⁺ 和蓝色的 [CoCl₄]²⁻ 处于平衡，正反应吸热。对试管做不同的操作，看颜色向哪边变：
对试管做什么？
颜色变化的幅度是示意的。氯化钴溶液的颜色随温度变化，常用来演示勒夏特列原理。
例题 1：水煤气反应
高温下 C(s) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + H₂(g)，ΔH = +131.3 kJ/mol（由 NBS 生成焓算出）。预测下列改变使平衡向哪个方向移动：(1) 通入更多水蒸气；(2) 加入更多焦炭（C）；(3) 压缩体积；(4) 升高温度；(5) 加入催化剂。
- (1) 通入水蒸气。 反应物浓度增大，平衡向正方向移动。
- (2) 加入焦炭。 C 是纯固体，不写进 K 的表达式，平衡不移动。
- (3) 压缩体积。 左边 1 mol 气体，右边 2 mol，平衡向气体分子少的左边（逆方向）移动。
- (4)(5) 升温和催化剂。 正反应吸热，升温平衡向正方向移动，K 增大；催化剂不使平衡移动。
例题 2：铜氨溶液的颜色
浅蓝色的 [Cu(H₂O)₄]²⁺ 溶液中加入氨水，溶液变成深蓝色：[Cu(H₂O)₄]²⁺(aq) + 4NH₃(aq) ⇌ [Cu(NH₃)₄]²⁺(aq) + 4H₂O(l)。再滴加盐酸，溶液又变回浅蓝色。解释这两个现象。
- 加氨水。 NH₃ 浓度增大，平衡向正方向移动，深蓝色的 [Cu(NH₃)₄]²⁺ 增多。
- 加盐酸。 H⁺ 与 NH₃ 反应生成 NH₄⁺，NH₃ 浓度减小。
- 平衡移动。 反应物浓度减小，平衡向逆方向移动，[Cu(H₂O)₄]²⁺ 增多，溶液变回浅蓝色。
- 规律。 加入一种能“消耗”平衡中某物质的试剂，等于移走这种物质。
- 通入更多 H₂O(g)
反应物浓度增大。
- 移走部分 H₂
生成物浓度减小。
- 加入更多 C(s)
纯固体不影响平衡。
- 把体积压缩为原来的一半
向气体分子少的一边（左边 1 mol，右边 2 mol）。
- 升高温度
正反应吸热。
- 加入催化剂
正、逆反应同样加快。
- 恒容充入氩气
各物质的分压不变。
- 通入更多 CO
生成物浓度增大。
常见误区
误区 1：“加催化剂能使平衡向正方向移动，提高产率。” 催化剂同样加快正、逆反应，只缩短到达平衡的时间，不改变平衡组成。
误区 2：“加入更多固体反应物，平衡向正方向移动。” 纯固体和纯液体不写进 K 的表达式，加多少都不改变 Q，平衡不移动。
误区 3：“平衡移动会把改变完全抵消。” 只是“减弱”。例如加入反应物后，新平衡时这种反应物的浓度仍比原来大。
即时小测
PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)，ΔH > 0。下列哪种改变使平衡向正方向移动？
正反应吸热，升温平衡向正方向移动。压缩体积向气体分子少的左边移动；加入 Cl₂ 向逆方向移动。
N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) 已达平衡。恒温恒容下充入氩气，总压增大。平衡：
恒容充入惰性气体，N₂、H₂、NH₃ 的分压（浓度）都不变，Q 不变。
一个放热反应达到平衡后升高温度。下列说法正确的是？
放热反应升温，平衡向吸热的逆方向移动，K 减小。
某气相反应 2A(g) ⇌ B(g) + C(g) 达到平衡后压缩体积。平衡：
左边 2 mol 气体，右边 1 + 1 = 2 mol，改变体积不影响平衡。
AgCl(s) ⇌ Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq) 的饱和溶液中加入少量 NaCl 固体。下列现象最可能出现的是？
Cl⁻ 浓度增大，平衡向逆方向移动，析出 AgCl，Ag⁺ 浓度减小（同离子效应，U7.12）。
加入反应物后，平衡向正方向移动并建立新平衡。与原平衡相比，新平衡时这种反应物的浓度：
平衡移动只能减弱这种改变，不能完全抵消。
AP 自由作答题
工业上用乙烯与水蒸气在催化剂作用下制乙醇：C₂H₄(g) + H₂O(g) ⇌ C₂H₅OH(g)，ΔH < 0。
(a) 增大压强（压缩体积）对乙醇的平衡产率有什么影响？说明理由。
(b) 升高温度对平衡产率和 K 各有什么影响？
(c) 工厂并不在很低的温度下进行这个反应，而是选择约 300 °C。从速率的角度解释为什么。
(d) 把生成的乙醇不断冷凝分离出去，对反应有什么好处？
(e) 催化剂能提高平衡产率吗？说明理由。
参考答案与评分要点
(a) 产率增大。左边 2 mol 气体，右边 1 mol，压缩体积使平衡向气体分子少的正方向移动。
(b) 正反应放热，升温使平衡向逆方向移动，产率降低，K 减小。
(c) 温度太低，反应速率太慢，到达平衡需要的时间太长。约 300 °C 是兼顾速率和产率的折中。
(d) 移走生成物，Q 减小，平衡不断向正方向移动，更多的乙烯转化为乙醇。
(e) 不能。催化剂同样加快正、逆反应，只缩短到达平衡的时间，不改变平衡组成。
评分要点： (a) 气体分子数；(b) 放热反应升温 K 减小；(c) 速率与产率的折中；(d) 移走生成物；(e) 催化剂不改变平衡。
小结
- 改变条件，平衡向减弱这种改变的方向移动（只能减弱，不能抵消）。
- 浓度、体积只改变 Q；只有温度改变 K：升温向吸热方向移动。
- 纯固体、纯液体、催化剂、恒容下的惰性气体都不使平衡移动。
AP 提示： AP 评分时，只写“根据勒夏特列原理”往往不够。要说清楚改变的是哪个量，Q 和 K 哪个变了、怎样变，所以向哪个方向移动（U7.10）。