化学平衡中转化率的变化.pdf

word 可复制编辑 化学平衡中转化率变化的判断技巧()100%()某反应物反应的物质的量 或者物质的量浓度平衡转化率该反应物初始的物质的量 或者物质的量浓度 解转化率变化的题目时，审题过程要特别关注以下四点：一要关注化学反应是否可逆，二要关注容器是否可变，三要关注各物质的状态是否都为气体，四要关注反应两边气体体积是否相等。下面就化学平衡移动导致转化率的变化用具体实例进行分析讨论：一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化 对于可逆反应 aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，若增大某一反应物浓度可使另一反应物转化率增大，而自身转化率下降。【例 1】在 557时，密闭容器中进行下列反应 CO+H2O CO2+H2。若 CO 起始浓度为 2mol/L（1），水蒸气浓度为 3mol/L（2），达到平衡时，测得 CO2的浓度为 1.2mol/L。求 CO 及 H2O 的转化率。分析：在掌握起始浓度、转化率、平衡浓度之间的关系和正确理解转化率概念的基础上，抓住转化浓度，利用常规解题方法。CO+H2O(g)CO2+H2 起始浓度 mol/L 2 3 0 0 转化浓度 mol/L 1.2 1.2 1.2 1.2 平衡浓度 mol/L 0.8 1.8 1.2 1.2 所以，CO 的转化率=1.2100%2=60%;H2O(气)的转化率=1.2100%3=40%【例 2】若将例 1 中的划线部分（2）改成水蒸气浓度为 6mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得 CO2的浓度为 1.5mol/L。同样按上述方法求算，可得 CO 转化率为 75%，H2O 的转化率为 25%。【例 3】若将例 1 中的划线部分（1）改成 CO 起始浓度为 1mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得 CO2的浓度为 0.75mol/L。同样按上述方法求算，可得 CO 转化率为 75%，H2O 的转化率为 25%。以上三小题转化率可归纳为：CO+H2O(g)CO2+H2 转化率 CO%转化率 H2O%CO H2O(g)CO2 H2 例 1 起始浓度 mol/L 2 3 0 0 60%40%word 可复制编辑 例 2 起始浓度 mol/L 2 6 0 0 75%25%例 3 起始浓度 mol/L 1 3 0 0 75%25%通过以上三题的计算可得出以下结论：1、增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大，自身转化率下降；2、若容器体积不变，使其它反应物的浓度减小，则自身的转化率也下降。3、若容器体积不变，对于反应 aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，达到平衡后，按原比例同倍数的增加反应物 A 和 B 的量 若 a+bc+d，A、B 的转化率均增大 若 a+b=c+d，A、B 的转化率均不变 由此可反映出反应物转化率的变化可能是化学平衡向正向移动的结果，也可能是化学平衡向逆向移动的结果。二、增大分解反应的反应物浓度判断转化率变化 在上一难题解决之后，学生又遇到新的问题，增大分解反应的反应物浓度，转化率又该怎么判断？举例 V 反应物的转化率（1）2NO2（g）N2O4（g）V0 减小（3）2HI（g）H2（g）+I2（g）V=0 不变 对以上 3 种情况可分别举例，可让学生加深对概念的理解：【例 4】：某恒温恒容的容器中，建立如下平衡：2NO2（g）N2O4（g），在相同条件下，若分别向容器中通入一定量的 NO2气体或 N2O4气体，重新达到平衡后，容器内 N2O4的体积分数比原平衡时 （）A 都增大 B都减小 C前者增大后者减小 D 前者减小后者增大 解析：2NO2（g）N2O4（g）是气体体积减小的可逆反应。反应达到平衡后，无论向密闭容器中加入2NO还是 N2O4气体，可视为加压，平衡都向右移动，达到新平衡时 NO2的转化率都增大。答案选 A【例 5】：例一定温度下，将 amol PCl5通入一个容积不变的反应器中，达到如下平衡：PCl5（g）PCl3 word 可复制编辑（g）+Cl2（g），测得平衡混合气体压强为 p1，此时再向反应器中通入 amol PCl5，在温度不变的条件下再度达到平衡，测得压强为 p2，下列判断正确的是 （）A.2p1p2 B.PCl5的转化率增大 C.2p1p2 D.PCl3%（体积含量）减少 解析：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）是气体体积增大的可逆反应。如反应达到平衡后，再向密闭容器中加入 PCl5，PCl3的物质的量会有增加，此时可视为加压，平衡向左移动，反应达到新的平衡时 PCl5在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加，但 PCl5的转化率降低。答案选 A 【例 6】：2HI（g）H2（g）+I2（g）是气体体积不变的可逆反应，反应达到平衡后，再向固定密闭容器中加入 HI，使 c（HI）的浓度增大，HI 平衡转化率不变。对于气体体积不变的可逆反应，反应达到平衡后增加反应物，达到新的化学平衡时反应物的转化率不变。由以上三个例题可以总结为：恒温恒容的容器，当增大某物质的量时，可将浓度问题转换为压强问题，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，最后再判断转化率变化。三、增大压强判断各反应物转化率变化 对于可逆反应 aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，（a+bc+d，）在压强变化导致平衡移动时，学生感到困惑的是充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动？转化率如何变化？可归纳为以下两方面：1.恒温恒容条件下充入“惰性气体”，化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化，故各反应物转化率不变。2.恒温恒压条件下充入“惰性气体”，化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大，相当于对反应体系减压，继而可判断指定物质的转化率变化。四、各种平衡体系下的转化率问题 条件变化 可逆反应类型 操作 恒温、恒容 恒温、恒压 转化率分析 转化率分析 1、A+B C H0 （PCL3+CL2PCL5）1、起始加入 1MOLA、1MOLB，达到平衡后，再加入 1MOLA。平衡右移，A 转化率减小，B 转化率增大。加入 B，同理。平衡右移，A 转化率减小，B 转化率增大。加入 B，同理。2、起始加入 1MOLA、1MOLB，达到平衡后，减少 C 的物质的量。平衡右移，A、B 转化率均增大。平衡右移，A、B 转化率均增大。3、起始加入 1MOLA、1MOLB，达到平衡后，再 加 入1MOLA、1MOLB。相当于容积可变容器增大压强，平衡右移，A、B 转化率均增大。相当于在容积相同的容器里又建立同一个平衡，平衡右移，A、B 转化率均不变。word 可复制编辑 4、起始加入 1MOLA、1MOLB，达到平衡后，再加入 1MOLC。平衡左移，A、B 转化率均减小。A、B 浓度增大，体积分数减小。C 的浓度增大，体积分数增大。加入 C 的瞬间，C 的浓度瞬间增大，A、B 浓度不变，平衡左移。达到新平衡时，A、B、C 百分含量不变。注意：此种情况下，C 无论加多少，都等效于 1MOLA和 1MOLB。5、起始加入 1MOLA、1MOLB，达到平衡后，再 加 入2MOLA、1MOLB。可看成先加入 1MOLA、1MOLB，然 后 再 加 入1MOLA。平衡右移，但 A的转化率无法确定，B 转化率增大。可看成先加入1MOLA、1MOLB（同 3），A、B转化率均不变。然后再加入1MOLA（同 1），A 转化率减小，B 转化率增大。6、起始加入 2MOLA、1MOLB，达到平衡后，再 加 入3MOLA、1MOLB。同上，先拆成 2MOLA、1MOLB，然 后 再 加 入1MOLA。注意：投入量和起始投入量有关，和化学计量数无关。同上，先拆成 2MOLA、1MOLB，然后再加入 1MOLA。7、起始加入 1MOLA、1MOLB，达到平衡后，使体系降温。平衡右移，A、B 转化率均增大 平衡右移，A、B 转化率均增大 8、起始加入 1MOLA、1MOLB，达到平衡后，充入不反应气体。体系内压强增大，但各物质的浓度没有改变，平衡不移动，A、B 转化率不变。体系体积增大，相当于减压，平衡左移。A、B 转化率均减小。以下可逆反应同上面反应分析方法基本相同，有特殊情况才说明。2、A+B 2C 3、C A+B 起始时加入 1MOLC，达到平衡后，再加入1MOLC。平衡右移，C 的转化率减小，但 A、B、C 浓度均增大，C体积分数增大，A、B 体积分数减小。平衡右移，但C 的转化率不变。4、2C A+B 起 始 时 加 入2MOLC，达到平衡后，再加入 2,MOLC。相 当 于 又 有 一 个4MOLC的反应和 2MOLC的反应比较，两个平衡等效。转化率不变。5、2A+B C+D 6、A+B C+D 7、A+B 2C+D 注：反应中的 A、B、C、D 均为气体 变式训练：1、在一容积可变的密闭容器中，通入 1molX 和 3molY，在一定条件下发生如下反应：X(g)+3Y(g)word 可复制编辑 2Z(g)，到达平衡后，Y 的转化率为 a%，然后再向容器中通入 2molZ，保持在恒温恒压下反应，当达到新的平衡时，Y 的转化率为 b%。则 a与 b 的关系是（）A ab Bab Cab D 不能确定 2、两个体积相同的密闭容器 A、B，在 A 中充入 SO2和 O2各 1mol，在 B 中充入 SO2和 O2各 2 mol，加热到相同温度，有如下反应 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，对此反应，下述不正确的是（）A 反应速率 BA BSO2的转化率 BA C平衡时各组分含量 B=A D 平衡时容器的压强 BA 3、一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(g)+yB(g)nC(g)，达到平衡后，测得 A 气体的浓度为 0.5mol/L。保持温度不变将容器的容积扩大 1 倍，再达平衡时，测得 A 气体的浓度为 0.3mol/L，则下列叙述中正确的是（）A、x+yn B、该化学平衡向右移动 C、B 的转化率增大 D、C 的体积分数减小 4、一定温度下，在一个体积可变的密闭容器中加入 2 molH2和 2 molN2，建立如下平衡：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)相同条件下，若向容器中再通入 1 mol H2和，1 molN2又达到平衡 则下列说法正确的是（）A NH3的百分含量不变 BN2的体积分数增大 CN2的转化率增大 D NH3的百分含量增大 5、某温度下的密闭容器中发生如下反应：2M(g)+N(g)2E（g），若开始时只充入 2 mol E(g),达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了 20%；若开始时只充入 2 mol M和 1 mol N的混合气体，则达平衡时 M的转化率为（）A 20%B.40%C.60%D.80%参考答案：1、A 2、C 3、D 4、A 5、C 总之，判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向，当增大物质的浓度难以判断平衡移动的方向时，可转化为压强问题进行讨论；当增大压强难以判断平衡移动的方向时，可转化为浓度问题进行讨论。教师在教学中不断培养学生解决化学平衡问题的技巧和方法，则学生的思维将得以拓展，化学平衡移动原理就能运用自如。