3.5.4 平衡移动原理
1884年，法国科学家吕·查德里(Le châtelier)提出一条关于平衡移动的普遍规律：如果改变平衡系统的条件之一(浓度、压力和温度)，平衡就向能减弱这种改变的方向移动。这一定性判断平衡移动方向的规则称为吕·查德里原理。
使用时应注意以下两点：
(1)吕·查德里原理只适用于处于平衡状态的系统，对未达到平衡状态的系统是不适用的。
(2)吕·查德里原理是一条普遍的规律，不仅适用于化学平衡系统，也适用于相平衡系统，对于所有的动态平衡(包括物理平衡)都是适用的。
【人物简介】
1.艾林(1901—) 美国物理化学家。艾林最早把量子力学和统计力学用于化学，发展了绝对速率理论和液体的有效结构理论，奠定了反应速率的过渡态理论的基础。1930年，他和M.波拉尼首先从量子力学导出的三原子体系作用能公式，得到了H+体系势能图。1935年，又同H.格希诺威茨和中国化学家孙承谔得到了H+斜角位能图，并分析了这个体系的振动能和平动能的变换。同年艾林得出了计算反应速率常数的普遍公式，即反应速率的过渡态理论公式(艾林公式)。他已获15个荣誉博士学位和逾20种著名奖励。1945年选入美国科学院，发表约600篇论文，著有《速率过程的理论》、《现代化学动力学》等9本书。
2.阿伦尼乌斯(1859—1927) 瑞典物理化学家，1859年2月19日生于乌普萨拉，1927年10月2日卒于斯德哥尔摩。17岁时进入乌普萨拉大学，主修化学。1905年任斯德哥尔摩诺贝尔物理化学研究所所长。1901年当选为瑞典皇家科学院院士。1911年当选为英国皇家学会外国会员。阿伦尼乌斯的最大贡献是1887年提出电离学说：电解质是溶于水中能形成导电溶液的物质，这些物质在水溶液中时，一部分分子离解成离子，溶液越稀，离解度就越大。这一学说是物理化学发展初期的重大发现，对溶液性质的解释起过重要的作用。该学说是物理和化学之间的一座桥梁。
3.吕·查德里(Le Châtelier) 法国化学家。1850年10月8日出生于巴黎的一个化学世家。他研究过水泥的煅烧和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蚀剂的制造及燃料、玻璃和炸药的发展等问题。吕·查德里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。此外，他对乙炔气的研究，使他发明了氧炔焰发生器，迄今还用于金属的切割和焊接。
【阅读材料】
飞秒化学
激光曾被视为神秘之光，并已被人类广泛使用。近年来，科学家研究发现了一种更为奇特的光——飞秒激光(飞秒femto second，简写fs)，亦称超短激光。飞秒激光的主要特点有：
(1)飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，1fs=1×10-15s。它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得最短脉冲的技术手段。
(2)飞秒激光具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍，科学家预测飞秒激光将为下世纪新能源的产生发挥重要作用。
(3)它能聚集到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。
1999年，自然科学的桂冠诺贝尔化学奖授给了埃及出生的科学家艾哈迈德·泽维尔(Ahmed H.Zewail)，以表彰他应用飞秒技术对化学反应过程的研究。这是在这一领域的开创性的研究。泽维尔小组是在实际的化学反应过程中，用高速照相机尽可能地给正好处于反应过渡态的分子摄像，所用的照相速度是达到几十飞秒的闪光新技术——飞秒激光，其快的程度就像以铁钉生锈为基准的炸药爆炸速度。一般来说，反应分子中的原子完成一次振动的时间间隔为10～100fs。
随着研究的拓展，飞秒化学已经渗透到许多领域，不仅对分子束而且在表面化学方面(如理解和改良催化剂)、液体和溶剂方面、聚合物方面(如导体材料)等都得到应用。另一个重要的应用领域是生命科学方面。总之，泽维尔的飞秒光学实验技术犹如电视节目通过慢动作来观看足球精彩镜头那样，他的研究成果可以让人们通过“慢动作”观察处于化学反应过程中的原子与分子的转变状态，从根本上改变了人们对化学反应过程的认识。
【思考题】
1.化学反应速率如何表示?速率方程中的速率指的是平均速率还是瞬时速率?两种反应速率之间有何区别和联系?
2.试用碰撞理论和过渡态理论解释浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。两种理论当中对活化能是如何解释的?
(1)NO浓度增加一倍。
(2)有催化剂参加。
(3)降低温度。
(4)将反应器的容积增大一倍。
(5)向反应体系中增加一定量的氮气。
4.若反应A+B→C的反应速率方程为v=kcAcB，是否能肯定该反应为基元反应?
5.对于零级反应，反应物浓度与时间的关系曲线是什么形状?对于一级反应，情况又是怎样?
6.判断下列说法是否正确：
(1)反应速率常数取决于反应温度，与反应物浓度无关。
(3)质量作用定律仅适用于基元反应。
(4)反应活化能越大，反应速率也越大。
7.比较实验平衡常数和标准平衡常数的区别。在书写平衡常数的表达式中应注意哪些事项?
8.平衡常数改变时化学平衡是否移动?平衡移动时，平衡常数是否改变?
(1)达到平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。
(3)升高温度，v正变大，v逆变小，所以平衡向右移动。
(4)由于反应前后分子数目相等，所以增加压力对平衡无影响。
(5)加入催化剂使v正增加，故整个反应向右移动。
10.对于反应I2→2I(g)，达到平衡时：
(1)升高温度，平衡常数()，原因是()。
(2)压缩气体时，I2(g)的解离度()，原因是()
(3)恒容时充入氮气，I2(g)的解离度()，原因是()。
(4)恒压时充入氮气，I2(g)的解离度()，原因是()。
(5)加催化剂，I2(g)的分压()，原因是()。
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