恒温恒容时反应物用量的改变对平衡转化率的影响

恒温恒容时反应物用量的改变对平衡转化率的影响一、反应物只有一种此类反应为：aA（g）bB（g）+cC（g）恒温恒容条件下，上述可逆反应达到化学平衡状态后，增加A的量，即增大了反应物的浓度．根据勒沙特列原理，平衡向正反应方向移动，但反应物A的转化率的变化与气体物质的计量数有关：（1）若a=b＋c，则A的转化率不变；（2）若a＞b＋c，则A的转化率增大；（3）若a＜b十c，则A的转化率减小．分析讨论如图，M和N为两个等温等压容器．其中隔板固定，活塞可自由移动．我们将mmolA充入M容器中，让其在一定温度下发生化学反应并建立化学平衡状态M1，设此时A的转化率为x％．同温下，我们再将nmolA充入上述已达平衡状态的M容器中．由于提高了A的浓度，故化学平衡向正反应方向移动，并在恒温恒容下第二次建立化学平衡状态M2，设此时A的转化率为y％．对于第二次nmolA的充入我们可以做这样的设置：让nmolA先在容器N中反应，且达到化学平衡状态．我们总可以通过调整N的体积，使其与容器M为同一温度同一压强．则此时容器M和容器N中的两个化学平衡状态为等效平衡．即两容器中对应组分百分含量相等，反应物转化率也相等，且均为x％．此时我们将隔板抽掉，压缩活塞，使容器M和N合二为一，压缩至原M容器的体积为止．此时，由于减容增压，各物质浓度均增大，正逆化学反应速率均加快，化学平衡发生移动，移动方向取决于化学方程式中气体物质的计量数．根据勒沙特列原理：若a=b＋c，平衡不移动，x=y．若a＞b＋c，平衡向右移动，x＜y．若a＜b+c，平衡向左移动，x＞y．二、反应物不止一种此类反应为：aA（g）＋bB（g）cC（g）+dD（g）1．若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，而A的转化率减小．2．若按原比例同倍数增加反应物A和B的量，则平衡向正反应方向移动，而反应物转化率与化学方程式中气体物质的计量数有关：（1）若a＋b=c＋d，则A、B转化率均不变；（2）若a＋b＞c＋d，则A、B转化率均增大；（3）若a＋b＜c＋d，则A、B转化率均减小．分析讨论办法及过程同前．小议化学平衡中的转化率转化率定义式：转化率一.压强对转化率的影响例1.一定温度下，在一密闭容器中充入和，一定条件下发生如下反应，达到平衡后，此时的转化率为a%。缩小容器的容积，再次达到平衡时的转化率将（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定分析：反应达到平衡后，缩小容积，容器内压强增大，平衡正向移动，的转化率增大。答案：A小结：原反应达到平衡后，缩小容积，若平衡正向移动，反应物的转化率增大；若平衡逆向移动，则反应物的转化率减小；若平衡不移动，则反应物的转化率不变。二.再次充入反应物引起的转化率变化情况一：只有一种反应物参加的可逆反应例2.一定温度下，在一定容的密闭容器中充入发生如下反应：并达到平衡，此时的转化率为，再次充入，其转化率将（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定分析：依据平衡的建立与途径无关。向平衡体系中继续充入，达到的平衡与以下平衡等效：将继续充入的在另一容器中建立原平衡的等效平衡和原平衡体系压缩在一起建立的平衡。由此可知，充入相当于增大原平衡的压强，的转化率增大。答案：A小结：只有一种反应物参加的可逆反应，增大反应物浓度达到新平衡，相当于增大原体系的压强，转化率的变化根据压强对平衡移动的影响来判断。情况二：两种或两种以上反应物参加的可逆反应例3.一定温度下，在一定容的密闭容器中充入和发生反应并达到平衡，的转化率为。向平衡混合物中充入，达到新平衡后，的转化率将（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定分析：充入（可用极限思想解释）平衡向正反应方向移动，的转化率增大，而的转化率却减小。答案：B小结：两种或两种以上反应物参加的可逆反应达到平衡后，增大一种反应物的浓度，浓度增大的物质转化率减小，其他物质的转化率增大。例4.一定温度下，在一定容的密闭容器中充入、发生反应：并达到平衡。若向平衡混合气体中再次充入、，达到平衡时、的转化率将：，。（填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”）分析：同例2。、的转化率均增大。例5.一定温度下，在一定容密闭容器中充入、发生反应：并达到平衡。若向平衡混合气体中再次充入、，达到平衡时、的转化率将：，。（填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”）分析：再次充入、时，可以把、分解为、和两部分，首先向原平衡混合气体中充入、，达到平衡时、的转化率均增大（原理同例4），然后继续向该混合气体中充入达到最后平衡（原理同例3），该过程的转化率减小，的转化率继续增大，整个过程中，的转化率先增大后减小，所以无法确定，而的转化率始终增大。小结：两种或两种以上反应物参加的可逆反应，若按起始比例充入反应物，相当于增大原平衡体系的压强；若不按起始比例充入，可把充入的反应物分解为两部分，一部分等于起始比例，另一部分是单一物质，结合例4与例3的原理综合考虑得出正确答案。