平衡移动方向与反应物转化率的关系 动态平衡
时间:2018-12-29 03:29:32 来源:雅意学习网 本文已影响 人
改变影响化学平衡的一个条件(如压强、浓度、温度等),平衡就向减弱这种改变的方向移动,那么化学平衡动了,反应物的转化率如何改变,下面就二者关系进行讨论。 一、压强
增大压强,若该反应正反应方向为气体体积减小的方向,则平衡正向移动,反应物转化率增大;反之,平衡逆向移动,反应物转化率减小。
例1:在容积相同的A、B两个容器中,分别充入2mol SO和1mol O,使它们在相同温度下发生反应:2SO(g)+O(g)?葑2SO并达到平衡。在反应过程中,若A容器的体积不变,B容器的压强不变,A中SO的转化率为a%,B容器中SO的转化率为b%,则a与b的关系为( )。
A.a>b B.a=b C.a< b D.无法确定
分析:这是一个相同反应在不同条件的平衡。随着反应的向右进行,混合气体的分子总数会有所减小,A容器体积不变,其压强逐渐减小;B容器的压强保持不变,其容积逐渐缩小,当两种条件分别达到化学平衡后,A容器中压强小于B容器的压强,根据反应方程式2SO+O?葑2SO可知该反应逆方向为气体体积减小的方向,A中减压平衡向逆方向移动。故A容器中SO的转换率小于B容器的转换率。答案:C。
二、温度
升温,若该反应正向为吸热反应,则平衡正向移动,反应物转化率增大;反之,平衡逆向移动,反应物转化率减小。
例2:对于反应:2X+Y?葑2Z(正反应为放热反应),若升高温度则能是( )。
A.反应速率不变,Z的产量减小
B.反应速率增大,Z的产量减少
C.反应速率增大,Y的转化率降低
D.反应速率减小,Z的产量增大
分析:升高温度,反应速率增大,平衡向吸热方向移动,Z的产量减少,Y的转化率降低。答案:B、C。
三、浓度
若增加反应物浓度,平衡正向移动,但反应物的转化率不一定都上升,有以下几种情况:
1.恒温恒容
(1)多种反应物参加的反应:aA(g)+bB(g)?葑cC(g)+dD(g)。
①增加A的浓度,平衡向正方向移动,B的转化率必然增大,A的转化率反而减小。若只减小A的量,平衡向逆反应方向移动,则B的转换率减小。
分析:A浓度增加,平衡必然正向移动,B转化得更多,而B的起始浓度不变,所以B的转化率增加;增加的A,A转化的量与起始的量都增加,但由于平衡的移动只是减弱而不能抵消所变的条件,即A起始的量增加得更快,因此A的转化率反而下降。
②若按原比例同倍数的增加反应物A和B的量,则平衡向正反应方向移动,而反应物的转化率与气体反应物的系数有关。
若a+b=c+d,A、B的转化率都不变;若a+b<c+d,A、B的转化率都减小;若a+b>c+d,A、B的转化率都增大。
(2)若反应物只有一种,aA(g)?葑cC(g)+dD(g)。
增加A的量,A的浓度增大,平衡正向移动,等效于加压,A的转换率与气体反应物的系数有关。
若a=c+d,A的转化率不变;若a<c+d,A的转化率减小;若a>c+d,A的转化率增大。
如2HI(g)?葑H2(g)+I(g),增加HI的浓度,平衡右移,HI的转化率不变。
如2NH(g)?葑N(g)+3H(g),增加NH3的浓度,平衡右移,NH的转化率降低。
如2NO(g)?葑NO(g),增加NO的浓度,平衡右移,NO的转化率升高。
2.恒温恒压
(1)多种反应物参加的反应:aA(g)+bB(g)?葑cC(g)+dD(g)。
情况复杂,这里不讨论。
(2)可逆的分解反应。
对任意可逆的分解反应,增加反应物的浓度,其转化率不变。
例3:容积相同的四个密闭容器中,进行同样的可逆反应:2A(g)+B(g)?葑3C(g)+2D(g)。起始时甲、乙、丙、丁四个容器所装A和B的量分别为:甲:A 2mol,B 1mol;乙:A 1mol,B 1mol;丙:A 2mol,B 2mol;丁:A 1mol,B 2mol。在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系为( )。
A. A的转化率为甲<丙<乙<丁
B. A的转化率为甲<乙<丁<丙
C. B的转化率为甲>乙>丙>丁
D. B的转化率为甲<丙<乙<丁
分析:
甲 乙丙丁
A (mol) 2 1 21
B (mol) 1 12 2
甲乙相比:n(B)相同,n(A)> n(A),所以A的转化率:甲<乙,B的转化率:甲>乙。乙丁相比:n(A)相同,n(B)丁>n(B)乙,所以A的转化率:丁>乙,B的转化率:丁<乙。
甲丙相比:A的转化率:丙>甲,B的转化率:丙<甲。
乙丙相比:丙的压强大,相当于对乙的加压过程,平衡左移,A 、B的转化率均比乙小。
丙丁相比:A的转化率:丁>丙,B的转化率:丁<丙。
答案:A、C。
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