牛,化学平衡中转化率总结.doc

关于化学平衡中转化率的求解问题一、转化率定义平衡转化率若要求某一时刻的转化率只要把平衡时的反应物浓度（或物质的量）改为某一时刻的反应物浓度（或物质的量）即可。二、转化率比较1、只有反应物才有转化率。2、转化率比较一般是指某可逆反应达到平衡状态1（为了方便说明问题，我们把它称作平衡状态1，后面递增），通过改变条件，使可逆反应的平衡状态发生了移动，当建立新的平衡状态2时，比较同一种反应物在两个平衡状态下的转化率问题。3、无论是平衡状态1，还是平衡状态2，在进行计算比较时，都采用总的转化的反应物的物质的量浓度（或物质的量）占反应物的总的物质的量浓度（或物质的量）。 三外界条件改变对转化率的影响一、温度改变，对反应物转化率的影响： 任何反应都伴随着能量的变化，通常表现为放热或吸热，所以温度对化学平衡移动也有影响。改变温度，若平衡向正方向移动，反应物的转化率增大；若平衡向逆方向移动，反应物的转化率减小。1. 对于焓增加反应，即吸热反应（AH0),升高温度，平衡向右移动；降低温度，平衡向左移动；2. 对于焓减小反应，即放热反应（AH0),升高温度，平衡向左移动；降低温度，平衡向右移动； 二、压强改变，对反应物转化率的影响 对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC( g)+dD(g)，（a+b c+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。改变压强，若平衡向正方向移动，反应物的转化率增大；若平衡向逆方向移动，反应物的转化率减小。例：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)此反应前后气体的体积（即物质的量）有改变，若减小容积，即加压，平衡向正方向移动，反应物的转化率增大；若增大容积，即减压，平衡向逆方向移动，反应物的转化率减小； 例：H2(g)+I2(g)=2HI(g)此反应前后气体的体积（即物质的量）没有改变，无论是增大容积（减压）还是减小容积（增压），平衡不移动，反应物的转化率不变；若在恒温恒容下充入惰性气体，即总压强增大，平衡不移动，反应物的转化率也不变化。三、加入反应物，对反应物转化率的影响 1. 对只有一种反应物的可逆反应达到平衡后再加反应物。由于反应只有一种所以无论往反应物加多少量都可视为等比例增加反应物的用量，故认为有两种情况：（1）恒温恒压：由于恒温恒压时等比例扩大或缩小反应物的用用量均与原平衡等效故转化率不变，各反应物和生成物的体积分数不变，各反应物和生成物物质量会跟原平衡相比，等比例增加，但浓度不变（2）恒温恒容：此时可以看成反应叠加后，增大压强使平衡向气体总系数小方向移动，例，反应达到平衡后，再向密闭容器中加入，反应达到平衡时NO2、N2O4的物质的量（或物质的量浓度）均增大，颜色变深，NO2转化率增大。 例，反应达到平衡后，再向密闭容器中加入N2O4，反应达到平衡时NO2、N2O4的物质的量（或物质的量浓度）均增大，颜色变深，N2O4向NO2转化的转化率减小。 例 反应达到平衡后，再向密闭容器中加入，达到平衡后，PCl3的物质的量会 ，（填“增加”还是“减少”）但是反应达到新的平衡时PCl5物质的量会 ，（填“增加”还是“减少”）的转化率 （填增大还是减小）， PCl5在平衡混合物中的百分含量较原平衡时 ，（填“增加”还是“减少”） 答案：增加、增加、减小，增加例 反应达到平衡后，再向密闭容器中加入HI，HI的平衡转化率 。H2的物质的量 ，I2的物质的量 。 答案：不变，增加，增加2若反应物有多种时，仅改变某一物质的浓度的情况例：，反应达到平衡后增大的浓度，则平衡向正反应方向移动，的转化率增大，而的转化率降低。 结论： 3. 对有多种反应物的可逆反应达到平衡时按等比例加入各种反应物。也有2种情况：（1）恒温恒压：由于恒温恒压时等比例扩大或缩小反应物的用用量均与原平衡等效，故转化率不变，各反应物和生成物的体积分数不变，各反应物和生成物物质量会跟原平衡相比，等比例增加，但浓度不变。（2）恒温恒容： 按照浓度为主。压强为辅来处理。例。在密闭容器中按的比例充入和，反应达到平衡后，若其它条件不变，再按的比例充入和，反应重新达到平衡后，和的平衡转化率都有等同程度的增大。即反应达到平衡后按物质的量的比例增大反应物浓度，达到新的化学平衡时，各反应物的转化率均有等同程度的增大。例。反应达到平衡后按比例增大反应物浓度，达到新的化学平衡时，各反应物的转化率均有等同程度的减小。总结：其实问题2、3都是等比例扩大或缩小反应物用量的问题，大家只要抓住这类问题的模型特征，便能轻松解决这类问题。4等温等压下对于有多种反应物的可逆反应达到平衡时不按比例加入各种反应物。一般先让加入量满足等比例，然后把多出来或少的看成是单独再加入减少的物质，利用问题一的办法来解决。（此类问题一般讨论恒温恒压）例某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+B（g）= 2C（g）达到平衡时，A、B、C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变，平衡后再向体系中加各加入1molA和1molB本题通过一边倒去后可得到原平衡的起始量为：2A（g） + B（g）= 2C（g）起始物质量/mol 8 4 0加入1molA和1molB后起始物质量变为： 起始物质量/mol 9 5 0所以我们可以把9molA和5molB看成先加9molA和4.5molB后满足等效（此时按问题3恒温恒压的情况来处理）后再单独加入0.5molB（此时可以再进一步按问题1处理） 注意要理解“等比例”所指的是与原平衡起始用量等比例，而不是与化学计量数等比例 如2A（g）+B（g）= 2C（g） 3种不同起始量是否等比例我们通过一边倒便很容易看出来2A（g） + B（g）= 2C（g） 2A（g） + B（g）= 2C（g） 3 1 0 3 1 0 3 2 2 5 3 0 3 2 3 6 2 0 原加入情况 一边倒后的情况在上述3种加料中与是等比例，而与是不等例的。例某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+B（g）=2C（g）达到平衡时，A、B、C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变，平衡后再向体系中加各物质按下列情况加入平衡怎样移动？A均加1mol，右 B.均减1mol 左 例 ：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（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 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。 三、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。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 2C3、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+D6、A+B C+D7、A+B 2C+D注：反应中的A、B、C、D均为气体总结：（1）对于化学计量数减小的反应，按原物质的量投入反应物，转化率增大；（2）对于化学计量数不变的反应，按原物质的量投入反应物，转化率不变；（3）对于化学计量数增大的反应，按原物质的量投入反应物，转化率减小。四、例题 【变式练习1】 PCl5PCl3+Cl2反应达到平衡后，再向密闭容器中加入PCl5，达到平衡后，PCl3的物质的量会 ，（填“增加”还是“减少”）但是反应达到新的平衡时PCl5物质的量会 ，（填“增加”还是“减少”）PCl5的转化率 （填增大还是减小）， PCl5在平衡混合物中的百分含量较原平衡时 ，（填“增加”还是“减少”） 答案：增加、增加、减小，增加【变式练习2】2HIH2+I2反应达到平衡后，再向密闭容器中加入HI，HI的平衡转化率 。H2的物质的量 ，I2的物质的量 。 答案：不变，增加，增加 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) 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 （ ） Aab 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(气)+yB(气) nC(气)，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 （ ） ANH3的百分含量不变 BN2的体积分数增大 CN2的转化率增大 DNH3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 （ ） A20% B.40