再充入氣體時平衡移動的方向與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系

PAGE5再充入氣體時平衡移動的方向與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系探討可逆反應(yīng)2NO2≒N2O4,2HI≒I2(g)+H2,NH4HS≒NH3+H2S等分別達到平衡后，恒溫再充入某些氣體反應(yīng)物時，平衡移動的方向應(yīng)該怎樣進行判斷呢？是應(yīng)該用壓強分析，還是用濃度來解析呢?達到新平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率比起舊平衡體系又有什么變化呢？這往往是中學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡中常常遇到的棘手問題。本文將就再充入氣體時平衡移動的方向與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系進行剖析。1平衡移動的方向的判斷依據(jù)1.1定性判斷依據(jù)：勒夏特列原理：如果改變影響平衡的一個條件，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。1.1.1平衡后再充入氣體時，反應(yīng)體系內(nèi)各種氣體按相同倍數(shù)增加（減少）時，改變平衡的條件是壓強，即可用壓強來判斷平衡移動的方向和新、舊平衡時反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的相對大小。1.1.2平衡后再充入氣體時，反應(yīng)體系各種氣體不是按相同倍數(shù)增加（減少）時，此時改變平衡的條件主要是濃度。1.2定量判斷依據(jù)：濃度平衡常數(shù)Kc與平衡破壞時生成物濃度乘積與反應(yīng)物濃度乘積之比Qc的相對大小{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,∴平衡向正反應(yīng)方向移動。{KC(A)}{KC(A)}m·{KC(B)}nQc= {KC(C)}p·{KC(D)}q=Kc·K{(p+q)-{m+n)} （K>1）………(3)式討論：（1）當(dāng)p+q<m+n時平衡向正方應(yīng)方向移動，αA、αB按相同比例增加（2）當(dāng)p+q＝m+n時平衡不移動，αA、αB不變（3）當(dāng)p+q>m+n時平衡向逆方應(yīng)方向移動，αA、αB按相同比例減少2新、舊平衡時轉(zhuǎn)化率大小的比較2.1再充入氣體時，各氣體組分按相同的倍數(shù)增加（減少）時，直接用壓強分析其轉(zhuǎn)化率的相對大小。見1.2.2的討論。2.2再充入氣體時，各氣體組分不是按向相同倍數(shù)增加并最終達到新平衡狀態(tài)C時，可建立一個與舊平衡體系互為等效平衡的較大容積的中間平衡體系B來進行分析比較，如下圖：1L舊平衡1L舊平衡1L1L舊平衡1L舊平衡1L舊平衡1L新平衡壓縮B(圖-1)∵αA＝αB,∴αB與αC決定了αA與αC的大小。討論：(1)若B→C平衡向正方應(yīng)方向移動，則αC>αA(2)若B→C平衡不移動，則αC＝αA(3)若B→C平衡向逆方應(yīng)方向移動，則αC<αA3實例分析及結(jié)論3.1恒溫恒容時，單分子氣體反應(yīng)物再充入該氣體反應(yīng)物或多種分子氣體反應(yīng)物按原始比再充入各種氣體反應(yīng)物：平衡向正反應(yīng)方向移動；新、舊平衡時反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相對大小a=按照增大體系壓強分析，依（3）式有：當(dāng)p+q<m+n時a>1;當(dāng)p+q＝m+n時a=1;當(dāng)p+q>m+n時a<1。例1恒溫恒容，向容器內(nèi)充入3molNO2氣體，反應(yīng)2NO2≒N2O4已達到平衡后，再充入NO2氣體，=1\*GB3①平衡向什么方向移動？=2\*GB3②新、舊平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率的相對大小α（NO2新）α（NO2舊）(填<、>、=){C(NO2)+X}2Qc= C(N2O4)<Kc【分析】=1\*GB3{C(NO2)+X}2Qc= C(N2O4)<Kc=2\*GB3②按圖－1模式建立下圖：ⅠⅠ再充入3molNO21L3molNO2已達平衡1L6molNO2已達平衡1L3molNO2已達平衡1L3molNO2已達平衡ⅢⅡ加壓(圖-2)∵Ⅱ→Ⅲ過程平衡向正方應(yīng)方向移動,∴α（NO2新）>α（NO2舊）同理：恒溫恒容時，向容器內(nèi)充入一定量的PCl5(g)，反應(yīng)PCl5(g)≒PCl3(g)＋Cl2(g)已達到平衡后，再充入一定量的PCl5(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動,α（PCl5新）<