增加反應物 反應物的轉化率如何變化

張新中●

江蘇省邗江中學(225012)

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增加反應物 反應物的轉化率如何變化

張新中●

江蘇省邗江中學(225012)

化學平衡中，反應物的轉化率會因為平衡移動而發(fā)生變化，其中比較難的是增加反應物而導致反應物的轉化率的變化情況，文章通過實例講解其變化情況，幫助學生理解掌握.

化學平衡；反應物；轉化率；等效平衡

化學平衡移動中經(jīng)常考查增加反應物，判斷反應物轉化率如何變化的試題，學生往往因知識掌握不透或沒有掌握方法而出現(xiàn)錯誤.本文通過實例幫助學生理解掌握該方面知識.

一、增加固體或純液體

①增加C的量 ②將容器的容積縮小一半 ③保持容積不變，充入Ar使體系壓強增大 ④保持壓強不變，充入Ar使容器容積增大

A．①② B．①③ C．②③ D．①④

解析 C是固體，所以增加C的量，平衡不移動，H2O(g)的轉化率不變；容器的容積縮小一半，壓強增大，平衡逆向移動，H2O(g)的轉化率減??；保持容積不變，充入Ar，與反應有關的物質的物質的量濃度均未發(fā)生改變，所以平衡不移動，H2O(g)的轉化率不變；保持壓強不變，充入Ar使容器容積增大，反應體系的分壓變小，平衡正向移動，H2O(g)的轉化率增大.答案：B

例2 常溫下，0.01mol·L-1的H2CO3溶液中加少量水稀釋，下列數(shù)值減小的是( ).

A．Ka1B．H2CO3電離度

點撥 固體或純液體的濃度是定值.在有氣體參加的反應中，改變固體或純液體的量，物質的濃度不發(fā)生改變，則反應速率不變，平衡不發(fā)生移動；在溶液中進行的反應，改變水的量，會導致其它物質的濃度發(fā)生改變，則電離平衡或水解平衡等會發(fā)生移動，一般來說，越稀越電離或越水解.

二、增加氣體

1．有兩種反應物

(1)恒溫恒容條件下，增加一種反應物

A．0.9mol B．0.8mol

C．0.7mol D．0.6mol

解析 向平衡體系中再充入水蒸氣，即增加了反應物的濃度，平衡向正反應方向移動，CO2大于0.6mol.又原平衡H2O的轉化率為60%，再加入0.3mol水后，水的轉化率小于60%，0.3mol水最多轉化：0.3×60%=0.18mol，平衡時的CO2小于0.6+0.18=0.78mol.

答案：C

(2)恒溫恒容條件下，等倍增加兩種反應物

A．a(chǎn)>bB．a(chǎn)

解析 由題意知，兩次投料后達平衡時并不等效，直接進行判斷比較困難，故可以采取構建等效平衡的方法解決問題，確定中間狀態(tài)，然后在等效平衡的基礎上改變條件，看平衡向哪個方向移動，從而得到最終結果.設開始時在VL容器中盛有2 mol SO2和1mol O2，在同一溫度同一容器中，最初投入4 mol SO2和2mol O2，則有：

(Ⅰ)、(Ⅱ)具有完全相同的狀態(tài)，當抽出隔板后，外界條件不變，所得狀態(tài)(Ⅲ)中SO2的轉化率與(Ⅰ)、(Ⅱ)相同，仍為a.狀態(tài)(Ⅳ)是(Ⅲ)加壓的結果，而增大壓強，平衡將向氣體體積縮小的方向移動.故SO2的轉化率增大，則b>a.答案：B

①若a+b=c+d，增加A、B的濃度，A、B的轉化率不變.

②若a+b>c+d，增加A、B的濃度，A、B的轉化率變大.

③若a+b

(3)恒溫恒容條件下，不等倍增加兩種反應物

A．升高溫度

B．充入He(g)，使體系壓強增大

C．將H2O(g)從體系中分離

D．再充入1.20 mol CO和0.80 mol H2O (g)

解析 升高溫度，平衡逆向移動，CO轉化率減小，A項錯誤；充入He(g)，體系壓強增大，但濃度不變，平衡不移動，CO轉化率不變，B項錯誤；將H2O(g)從體系中分離，平衡逆向移動，CO轉化率減小，C項錯誤；若再充入1.20 mol CO和0.60 mol H2O (g)，則與原平衡等效，CO轉化率與原平衡相同，現(xiàn)多加了0.20mol H2O (g)，平衡正向移動，CO轉化率增大，D項正確.答案：D

點撥 對于不等倍增加反應物的情況，一般有兩種方法：①先根據(jù)等效平衡原理，將題干中要求的物質用完，計算出與原反應等倍投入的另一種物質的量，若另一種物質過量，則所求物質的轉化率增大；若另一種物質不足，則所求物質的轉化率減小.②根據(jù)平衡常數(shù)用“三行式”計算出轉化率，再與原平衡相比較.

(4)恒溫恒壓條件下，等倍增加兩種反應物

A．x=yB．x>yC．x

解析 恒溫恒壓條件下，第二次投料量是第一次的3倍，投料量成正比，故兩平衡等效，平衡轉化率相等.答案：A

點撥 恒溫恒壓條件下，等倍增加兩種反應物，則構成等效平衡，反應物轉化率與原平衡相同.

2．只有一種反應物

A．2P1>P2B．PCl5的分解率增大

C．2P1

解析 設開始時在VL容器中盛有amol PCl5，達到平衡時PCl5的分解率為α .在同一溫度同一容器中，最初投入2amol PCl5，則有：

(Ⅰ)、(Ⅱ)具有完全相同的狀態(tài)，平衡時為等效平衡.當抽出隔板后，外界條件不變，所得狀態(tài)(Ⅲ)中PCl5的分解率、Cl2的體積分數(shù)與(Ⅰ)、(Ⅱ)相同.狀態(tài)(Ⅳ)是(Ⅲ)加壓的結果，而增大壓強，平衡將向氣體體積縮小的方向移動，即向逆反應方向移動，故PCl5的分解率和Cl2的體積分數(shù)都減小，壓強也減小，因此p2<2p1，答案為A.

特點示例又加入平衡移動方向壓強變大對平衡的影響移動結果ⅠΔn>0PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)PCl5正方向逆方向α(PCl5)減小,φ(PCl5)增大ⅡΔn=02HI(g)H2(g)+I2(g)HI不移動α(HI)不變,φ(HI)不變ⅢΔn<02NO2(g)N2O4(g)NO2正方向α(NO2)增大,φ(NO2)減小

[1]王祖浩主編.化學反應原理[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2015：32-56

[2]王后雄主編.重難點手冊[S].武漢：華中師范大學出版社

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1008-0333(2016)28-0084-02