基于化學(xué)平衡移動中轉(zhuǎn)化率變化的問題探究

李曉峰

摘要：化學(xué)平衡移動中因溫度、壓強、用量等改變，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率發(fā)生變化，學(xué)生解決此類問題時出錯頻率極高有必要進行探究歸納，以提高此方面的解題效率.

關(guān)鍵詞：化學(xué)平衡;改變溫度;壓強;改變用量;轉(zhuǎn)化率

高中化學(xué)平衡復(fù)習(xí)過程中，經(jīng)常會遇到外界條件改變時，轉(zhuǎn)化率如何改變的習(xí)題，有時與平衡移動一致，有時不一致，致使許多學(xué)生解決此類題時束手無策，現(xiàn)就化學(xué)平衡中轉(zhuǎn)化率變化問題進行探究歸類，以便更好地理解并解決此方面的問題，以提高學(xué)習(xí)及復(fù)習(xí)此知識點的效率，依大條件改變主要從以下三個方面加以探究歸納.

1 溫度改變對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響

改變外界條件之一溫度，化學(xué)平衡則一定發(fā)生移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定發(fā)生變化.其具體規(guī)律為：（1）當(dāng)溫度改變造成化學(xué)反應(yīng)平衡向正反應(yīng)方向移動時，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大;（2）當(dāng)溫度改變造成化學(xué)反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向移動時，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定減小.

例1 向恒溫恒容密閉容器中充入H2 （g）、12（g），則發(fā)生H2（g） +12（g）——2HBr（g）△H

A.m>n

B。m

C.m=n

D.無法確定

解析 因為該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)采取絕熱條件下進行上述反應(yīng)，相當(dāng)于給體系加熱，升高溫度則有利于上述化學(xué)平衡逆向移動，則反應(yīng)物I2（g）的轉(zhuǎn)化率一定減小，所以本題應(yīng)選A.

2 壓強改變對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響

當(dāng)改變外界條件之一壓強，其具體規(guī)律為：（1）若造成化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動時，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定提高;（2）若造成化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動時，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定降低.

如對于aA（g） +bB（g）=cC（g）+dD（g）

2.1 壓縮體積的增大壓強具體如下

（1）若a+b>c+d（即正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)）時，則有如下規(guī)律：

①當(dāng)增大壓強，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，則A、B的轉(zhuǎn)化率升高;

②當(dāng)減小壓強，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，則A、B的轉(zhuǎn)化率降低.

（2）若a+b

①當(dāng)增大壓強，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，則A、B的轉(zhuǎn)化率降低;

②當(dāng)壓強減小，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，則A、B的轉(zhuǎn)化率升高.

（3）若a+b=c+d（即正反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)）時，壓強變化，對A、B的轉(zhuǎn)化率無影響.

2.2 通入惰性氣體

（1）如果容器的體積不變（總壓強增大）A、B的轉(zhuǎn)化率不變.

（2）如果容器的壓強不變（容器的體積增大）按減小壓強去處理：

即：①當(dāng)a+b>c+d時，A、B的轉(zhuǎn)化率降低;

②當(dāng)a+b

③當(dāng)a+b=c+d時，A、B的轉(zhuǎn)化率不變.

例2-定溫度下，向一個密閉容器中充入N2和H2，一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)N：+3H=2 NH3，當(dāng)達到平衡后，此時N2的轉(zhuǎn)化率若為m%.其它條件不變只縮小容器的容積，再次達到平衡時N：的轉(zhuǎn)化率將如何改變（ ）

A.不變 B.減小 C.增大D.無法確定

解析 對于N2+ 3H2=2NH3反應(yīng)達到平衡后，縮小容積，相當(dāng)于增大壓強，容器內(nèi)壓強增大，導(dǎo)致上述化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，N：的轉(zhuǎn)化率增大，所以本題應(yīng)選C.

3 反應(yīng)物用量改變對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響

3.1 當(dāng)反應(yīng)物只有一種物質(zhì)

如mA（ g）=nB（g）+pC（g），根據(jù)外界條件不同，具體有以下兩種情況：

（1）恒溫恒壓：恒溫恒壓時增大或減少單一反應(yīng)物的用量，由于與原平衡等效，所以轉(zhuǎn)化率不變，各反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量與原平衡相比，則等比例變化，各反應(yīng)物和生成物的體積分數(shù)及濃度也保持不變.

（2）恒溫恒容：此時可以看作改變壓強去處理，依壓強對平衡移動方向決定轉(zhuǎn)化率變化.具體可理解為：加入反應(yīng)物，平衡則正向移動，考慮反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率時按加壓去分析;減小反應(yīng)物，平衡逆向移動，考慮轉(zhuǎn)化率時按減壓去分析，

即：一定溫度下，在一定容的密閉容器中，反應(yīng)：aA（g）=bB（g）+cC（g），增加A的量，A的濃度增大，平衡正向移動;考慮轉(zhuǎn)化率時，此種情況等效于加壓，A的轉(zhuǎn)化率與氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)有關(guān)，具體規(guī)律如下：

（1）當(dāng)a=b+c，A的轉(zhuǎn)化率不變

（2）當(dāng)a>b+c，A的轉(zhuǎn)化率增大

（3）當(dāng)a

例3反應(yīng)：①PCls （g）—一PC13 （g） +Cl2（g）、②HI（g）=H2（g）+12（g）、③2N02（g）= N204（g），在一定條件，當(dāng)達到化學(xué)平衡時，三種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均為m%.若保持各反應(yīng)的溫度和容器的體積都不改變，分別加入一定量的各自的反應(yīng)物，則上述三種反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率（ ）

A.均不變

B.①增大、②不變、③減小

C.均增大

D.①減小、②不變、③增大

解析PCls（g）-PCl3（g）+Cl2（g）符合a

a=b +c，轉(zhuǎn)化率不變;2NO2（g）-N204（g）符合a>b+c，轉(zhuǎn)化率增大，所以本題應(yīng)選D.3.2 反應(yīng)物不只一種物質(zhì)

形如：aA（g） +bB（g）=cC（g）+dD（g）的反應(yīng).當(dāng)只增加A的量，會導(dǎo)致平衡向著正反應(yīng)的方向移動，則A的轉(zhuǎn)化率減小，B的轉(zhuǎn)化率增大.當(dāng)只減少A的量，會導(dǎo)致平衡向著逆反應(yīng)的方向移動，則B的轉(zhuǎn)化率減小.

例4 一定溫度下，向一定容的積密閉容器中充入N2和H2，則發(fā)生N2+ 3H2=2NH3反應(yīng)，當(dāng)達到平衡，N2的轉(zhuǎn)化率為a%.向平衡混合物中再充入N2，達到新平衡后，N2的轉(zhuǎn)化率將（ ）

A.減小 B.增大 C.無法確定 D.不變

解析當(dāng)達到平衡后再次充入N2則平衡向著正反應(yīng)的方向移動，則H2的轉(zhuǎn)化率增大，而N2的轉(zhuǎn)化量僅靠平衡移動來完成相對較少，但充入的N2的量相對較多，轉(zhuǎn)化的相對較少，N2剩余的便很多，故N2的轉(zhuǎn)化率是減少，所以本題應(yīng)選A.

3.3 若反應(yīng)物A、B的物質(zhì)的量按原比例改變，根據(jù)外界條件不同

具體有以下兩種情況：

（1）恒溫恒壓：由于恒溫恒壓時按原比例增大或減少反應(yīng)物的用量，則與原平衡等效，所以轉(zhuǎn)化率不變，各反應(yīng)物和生成物物質(zhì)量與原平衡相比，則等比例變化，各反應(yīng)物和生成物的體積分數(shù)及濃度也保持不變.

（2）恒溫恒容：此時可以看作改變壓強去處理.依壓強對平衡移動方向決定轉(zhuǎn)化率變化，具體可理解為：按原比例增大反應(yīng)物，平衡則正向移動，考慮反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率時按加壓去分析;按原比例減少反應(yīng)物，平衡逆向移動，考慮轉(zhuǎn)化率時按減壓去分析.

即：恒溫叵容下反應(yīng)：aA（g） +bB（g） =cC（g）+dD（g）若反應(yīng)物A、B的物質(zhì)的量按原比例同倍數(shù)的增加，平衡向正反應(yīng)方向移動，考慮轉(zhuǎn)化率時，這種情況等效于加壓，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)有直接關(guān)系.

①當(dāng)a+b=c+d，則反應(yīng)物A、B的轉(zhuǎn)化率不變

②當(dāng)a+b>c+d，則反應(yīng)物A、B的轉(zhuǎn)化率增大

③當(dāng)a+b

例5-定溫度下，在一定容的密閉容器中充入ImoIN2.3mol H2發(fā)生反應(yīng)：N2 +3H2F=2NH3并達到平衡.若向平衡混合氣體中再次充入ImolN2、3mol H2，達到平衡時H2、N2的轉(zhuǎn)化率將：H2____，N2____.（填“增大”、“減小”、“不變”或“不能確定”）

解析 以上述規(guī)律知：H2、N2按原比例同倍數(shù)的增加，平衡向正反應(yīng)方向移動，其轉(zhuǎn)化率變化按等效于加壓處理，因正反應(yīng)是一個體積減小的反應(yīng)，所以兩者轉(zhuǎn)化率都增大.

3.4 若A和B的量不按原比例加入

處理此類問題時可分析何者增大倍數(shù)較大，則相當(dāng)單獨加入了這一物質(zhì)，按3.2分析即可.

例如：反應(yīng)N2（g）+3H2 （g）=_2NH3（g）中，原加入量N2lmol H24mol，達平衡后又加入N2lmol H2Imol，分析知：N2增加1倍，H：增加1/4倍，可視為相當(dāng)只加入了N2，則H2的轉(zhuǎn)化率上升，N2的轉(zhuǎn)化率降低.

例6在相同容積的四個定容密閉容器中，進行2A（g）+B（g）=3C（g）+2D（g）同樣的可逆反應(yīng)，開始時四個容器所盛A、B的量分別為：甲：2 mol A，1 mol B;乙：1 mol A.1 mol B;丙：2 mol A，2 mol B;?。簂 mol A，2 mol B.相同溫度下建立平衡時，A、B的轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系正確的是（ ）

A.A的轉(zhuǎn)化率：甲<乙=丙<丁

B.B的轉(zhuǎn)化率：甲>丙>乙>丁

C.A的轉(zhuǎn)化率：甲<丙<乙<丁

D.A的轉(zhuǎn)化率：甲<乙<丙<丁

解析甲乙容器相比，甲相當(dāng)于在乙中多加入ImoIA，則A的轉(zhuǎn)化率甲<乙，B的轉(zhuǎn)化率甲>乙，甲丙容器相比，甲相當(dāng)于在丙容器中少加入1molB，則A的轉(zhuǎn)化率甲<丙，B的轉(zhuǎn)化率甲>丙，乙丙容器相比，丙容器相當(dāng)于乙容器加壓，則A的轉(zhuǎn)化率乙>丙，日的轉(zhuǎn)化率乙>丙，乙丁容器相比，丁容器相當(dāng)于乙容器多加ImoIB，則A的轉(zhuǎn)化率丁>乙，B的轉(zhuǎn)化率丁<乙，丙丁容器相比，丙容器相當(dāng)于丁容器多加ImoIA，則A的轉(zhuǎn)化率丙<丁，B的轉(zhuǎn)化率丙>丁，因此A的轉(zhuǎn)化率甲<丙<乙<丁，B的轉(zhuǎn)化率甲>乙>丙>丁，所以C正確，答案選C.

鞏固練習(xí)

1.向定溫定容的密閉容器中充入N02，則發(fā)生2N02F—N2 04反應(yīng)并達到平衡，此時N02.的轉(zhuǎn)化率為a%，若再次充入N0：，則N02的轉(zhuǎn)化率將發(fā)生（ ）

A.減小 B.增大 C.不變 D.無法確定

2.現(xiàn)有兩個完全相同的恒容容器A和B，已知A裝有S02和02各19，B中裝有S02和02各2g，在相同溫度下達到平衡，當(dāng)A中SO2的轉(zhuǎn)化率為m.%，B中S02的轉(zhuǎn)化率為n%，則A、B兩個容器中SO2的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系正確的是（ ）

A.m%>n%

B.m.%=n%

C.m%

D.無法確定

3.反應(yīng)x（g）+Y（g）=22（g），△H

A.加催化劑

B.增大Y的濃度

C.增大壓強

D.降低溫度

4.一定溫度下，將amol PCls通入一個容積不變的反應(yīng)器中，達到如下平衡：

PCls（g）=PCl3（g）+Cl2（g），測得平衡混合氣體壓強為P1，此時再向反應(yīng)器中通入amoll PCls，在溫度不變的條件下再度達到平衡，測得壓強為P1，下列判斷正確的是（ ）

A.2P1> P2

B.PCls的轉(zhuǎn)化率增大

C.2P1< P2

D.PC13%（體積含量）減少

參考答案：

1.B（提示：充入N02相當(dāng)于增大原平衡的壓強，N02的轉(zhuǎn)化率增大，所以本題應(yīng)選B）

2.C（提示：該反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，加壓后平衡正向移動，S02的轉(zhuǎn)化率變大.先假定乙的體積是甲的兩倍，達到平衡后將乙加壓使體積與甲相同，此反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，縮小體積使乙的壓強增大，平衡正向移動.所以，若甲容器中S02的轉(zhuǎn)化率為a%，則乙的S02的轉(zhuǎn)化率將大于甲的，即大于a%<6%.故選C）

3.D（提示：A、加入催化劑，反應(yīng)速率加快，平衡不移動，y的轉(zhuǎn)化率不變，故A錯誤;B、加大y的濃度，反應(yīng)加快，平衡向正反應(yīng)移動，y的轉(zhuǎn)化率降低，故B錯誤;C、當(dāng)壓強增大時，反應(yīng)速率加快，而該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，平衡不移動，所以l，的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯誤;D、因為該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度則反應(yīng)速率降低，化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向移動，Y，的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確;）

4.A（提示：PCls（=PC13（g）+Cl2（g）為反應(yīng)物單一且為氣體體積增大的可逆反應(yīng).當(dāng)反應(yīng)達到平衡后，再向密閉容器中加入反應(yīng)物PCls，PC13的物質(zhì)的量增加，由于容器容積不變此時可認為加壓，則化學(xué)平衡向左移動，當(dāng)反應(yīng)達到新的平衡時PCls在平衡混合物中的百分含量也較原平衡時有所增加，但PCls的轉(zhuǎn)化率降低.答案選A）