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化学平衡移动方向与反应物转化率的关系

作者:桂耀荣 来源:本站原创 发布时间:2012年11月05日
 
此文发表在人民教育出版社人教网,链接地址:http://www.pep.com.cn/gzhx/gzhxjs/jxyj_1/czsxjxyjjgyj/201105/t20110504_1039085.htm
 
化学平衡移动方向与反应物转化率的关系
 
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣

改变影响化学平衡的一个条件(如压强、温度、浓度等),平衡就想减弱这种改变的方向移动,然鹦鹉的转化率如何改变呢?化学平衡移动方向有些时候与反应物的转化率变化不一致,这让很多同学很苦恼,本文就在不同条件下就化学平衡移动方向和反应物的转化率的关系进行探讨。

 

一、温度

 

改变温度,若引起平衡向正反应方向移动,则反应物的转化率一定增大;反之,若引起平衡向逆反应方向移动,则反应物的转化率一定减小。

 

二、压强

 

改变压强,若引起平衡向正反应方向移动,则反应物的转化率一定增大;反之,若引起平衡向逆反应方向移动,则反应物的转化率一定减小。

 

三、反应物的用量

 

(一)、恒温恒压下

 

1、若反应物只有一种,如aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,平衡向正反应方向移动,此种情况等效于起始浓度相同,因此A的转化率也不变。

 

2、若反应物不只一种,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。

 

(1)若只增加A的量,情况较复杂,视具体题目而定,这里不讨论。

 

(2)若反应物A、B的物质的量同倍数的增加,平衡向正反应方向移动,此种情况等效于起始浓度相同,因此转化率不变。

 

(二)、恒温恒容下

 

1、若反应物只有一种,如aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,A的浓度增大,平衡正向移动;考虑转化率时,此种情况等效于加压,A的转化率与气态物质的化学计量数有关:

 

(1)a=b+c,A的转化率不变

 

 (2)a>b+c,A的转化率增大

 

 (3)a<b+c,A的转化率减小

 

2、若反应物不只一种,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。

 

(1)若只增加A的量,平衡向正反应方向移动,则A的转化率减小,B的转化率增大。若只减少A的量,平衡向逆反应方向移动,则B的转化率减小。

 

(2)若反应物A、B的物质的量同倍数的增加,平衡向正反应方向移动,考虑转化率时,此种情况等效于加压,反应物的转化率与气态物质化学计量数有关。

 

   ①a+b=c+d,转化率不变

 

   ②a+b>c+d,转化率增大

 

   ③a+b<c+d,转化率减小

 

注意:压强在影响平衡状态时,一般必须伴有容器体积的改变。所谓增大压强,一般是指缩小容器体积造成的压强增大,若向平衡体系中充入某种气态反应组分或对体系升温,应考虑浓度增大或温度升高对化学平衡的影响,不能考虑由于浓度增大或体系温度高引起的压强增大对化学平衡的影响。举例如下:①可逆反应:A(g)+B(g)C(g)+D(g),达到平衡后,恒温恒容下增加A的物质的量,平衡向正反应方向移动,若考虑成由于浓度增大引起的压强增大,由于反应前后气体分子数不改变,则平衡不移动。②可逆反应:

 

A(g)B(g)+C(g),达到平衡后,恒温恒容下增加A的物质的量,平衡向正反应方向移动(实际过程),若考虑成由于浓度增大引起的压强增大,平衡向逆反应方向移动(总的结果),本过程是平衡向正反应方向移动,但A的转化率减小(见下面的实例)。

 

:在一固定容积(1 L)的密闭容器中充入2 mol A,发生可逆反应:

A(g)B(g)+C(g),达到平衡后,A、B、C的物质的量均为1 mol,在恒温恒容下,再加入2 mol A,则平衡向哪个方向移动,与原平衡相比,A的转化率增大还是减小?

 

解:    A(g)B(g)+C(g)

 

起始    2         0     0

 

转化    1         1     1

 

平衡    1         1     1

 

A的转化率为×100%=50%,K=1

 

达到平衡后,再加入2 mol A,由于A的浓度增大,平衡向正反应方向移动,设又转化了x mol。

 

A(g)B(g)+C(g)

 

起始    3         1     1

 

转化    x         x     x

 

平衡    3-x      1+x   1+x

 

K==1   x=0.56

 

A的转化率为×100%=18.7%

 

所以,A的转化率减小。

 

练习:反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)、2HI(g)H2(g)+I2(g)、2NO2(g)N2O4(g),在一定条件,达到化学平衡时,反应物的转化率均是a%。若保持各反应的温度和容器的体积都不改变,分别加入一定量的各自的反应物,则转化率(   )

 

A. 均不变       B. ①增大、②不变、③减小  

 

C. 均增大       D. ①减小、②不变、③增大

 

答案:D

 

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