再充入气体时平衡移动的方向与转化率的关系

PAGE5再充入气体时平衡移动的方向与转化率的关系探讨可逆反应2NO2≒N2O4,2HI≒I2(g)+H2,NH4HS≒NH3+H2S等分别达到平衡后，恒温再充入某些气体反应物时，平衡移动的方向应该怎样进行判断呢？是应该用压强分析，还是用浓度来解析呢?达到新平衡时反应物的转化率比起旧平衡体系又有什么变化呢？这往往是中学生在学习化学平衡中常常遇到的棘手问题。本文将就再充入气体时平衡移动的方向与转化率的关系进行剖析。1平衡移动的方向的判断依据1.1定性判断依据：勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。1.1.1平衡后再充入气体时，反应体系内各种气体按相同倍数增加（减少）时，改变平衡的条件是压强，即可用压强来判断平衡移动的方向和新、旧平衡时反应物转化率的相对大小。1.1.2平衡后再充入气体时，反应体系各种气体不是按相同倍数增加（减少）时，此时改变平衡的条件主要是浓度。1.2定量判断依据：浓度平衡常数Kc与平衡破坏时生成物浓度乘积与反应物浓度乘积之比Qc的相对大小{C(A)}{C(A)}m·{C(B)}nKc= {C(C)}p·{C(D)}q………（1）式{C(A)+x}m·{{C(A)+x}m·{C(B)+y}nQc= {C(C)}p·{C(D)}q………（2）式∵Qc<Kc,∴平衡向正反应方向移动。{KC(A)}{KC(A)}m·{KC(B)}nQc= {KC(C)}p·{KC(D)}q=Kc·K{(p+q)-{m+n)} （K>1）………(3)式讨论：（1）当p+q<m+n时平衡向正方应方向移动，αA、αB按相同比例增加（2）当p+q＝m+n时平衡不移动，αA、αB不变（3）当p+q>m+n时平衡向逆方应方向移动，αA、αB按相同比例减少2新、旧平衡时转化率大小的比较2.1再充入气体时，各气体组分按相同的倍数增加（减少）时，直接用压强分析其转化率的相对大小。见1.2.2的讨论。2.2再充入气体时，各气体组分不是按向相同倍数增加并最终达到新平衡状态C时，可建立一个与旧平衡体系互为等效平衡的较大容积的中间平衡体系B来进行分析比较，如下图：1L旧平衡1L旧平衡1L1L旧平衡1L旧平衡1L旧平衡1L新平衡压缩B(图-1)∵αA＝αB,∴αB与αC决定了αA与αC的大小。讨论：(1)若B→C平衡向正方应方向移动，则αC>αA(2)若B→C平衡不移动，则αC＝αA(3)若B→C平衡向逆方应方向移动，则αC<αA3实例分析及结论3.1恒温恒容时，单分子气体反应物再充入该气体反应物或多种分子气体反应物按原始比再充入各种气体反应物：平衡向正反应方向移动；新、旧平衡时反应物转化率相对大小a=按照增大体系压强分析，依（3）式有：当p+q<m+n时a>1;当p+q＝m+n时a=1;当p+q>m+n时a<1。例1恒温恒容，向容器内充入3molNO2气体，反应2NO2≒N2O4已达到平衡后，再充入NO2气体，=1\*GB3①平衡向什么方向移动？=2\*GB3②新、旧平衡时NO2的转化率的相对大小α（NO2新）α（NO2旧）(填<、>、=){C(NO2)+X}2Qc= C(N2O4)<Kc【分析】=1\*GB3{C(NO2)+X}2Qc= C(N2O4)<Kc=2\*GB3②按图－1模式建立下图：ⅠⅠ再充入3molNO21L3molNO2已达平衡1L6molNO2已达平衡1L3molNO2已达平衡1L3molNO2已达平衡ⅢⅡ加压(图-2)∵Ⅱ→Ⅲ过程平衡向正方应方向移动,∴α（NO2新）>α（NO2旧）同理：恒温恒容时，向容器内充入一定量的PCl5(g)，反应PCl5(g)≒PCl3(g)＋Cl2(g)已达到平衡后，再充入一定量的PCl5(g)，平衡向正反应方向移动,α（PCl5新）<