【摘要】化學平衡中的轉(zhuǎn)化率體現(xiàn)了可逆反應進行的程度。根據(jù)平衡移動的方向判斷轉(zhuǎn)化率的變化,是重點,更是一個難點。在學習化學平衡時,經(jīng)常把反應物轉(zhuǎn)化率的提高與平衡正向移動等同起來,其實二者并無必然聯(lián)系,需要根據(jù)具體情況進行分析。
【關鍵詞】反應物轉(zhuǎn)化率 化學平衡移動方向 關系
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2018)44-0161-01
平衡轉(zhuǎn)化率是指某一可逆化學反應達到化學平衡狀態(tài)時,已轉(zhuǎn)化為生成物的某種反應物的量占該反應物起始量的百分數(shù)。若要求某一時刻的反應物轉(zhuǎn)化率,只要把平衡時的反應物濃度(或物質(zhì)的量)改為某一時刻的反應物濃度(或物質(zhì)的量)即可。通常表示為:
化學平衡移動是指在一定條件下,一個可逆反應達到平衡狀態(tài)以后,如果改變影響平衡的一個條件(如溫度、壓強、反應物濃度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。在化學平衡移動過程中反應物轉(zhuǎn)化率有什么變化呢?現(xiàn)就從溫度、壓強、反應物濃度這幾個因素著手分析轉(zhuǎn)化率的變化與化學平衡移動關系。
一、溫度
改變溫度,若引起平衡向正反應方向移動,則反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大;反之,若引起平衡向逆反應方向移動,則反應物的轉(zhuǎn)化率一定減小。
二、壓強
改變壓強,若引起平衡向正反應方向移動,則反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大;反之,若引起平衡向逆反應方向移動,則反應物的轉(zhuǎn)化率一定減小。
三、反應物濃度(反應物的量)
(一)恒溫恒壓下
1.若反應物只有一種。例如:aA(g)?葑bB(g)+cC(g)。增加A的量,平衡向正反應方向移動,此種情況等效于起始濃度相同,因此A的轉(zhuǎn)化率不變。
2.若反應物不只一種。例如:aA(g)+bB(g)?葑cC(g)+dD(g)。
(1)若只增加A或B的量,情況較復雜,視具體題目而定,這里不討論。
(2)若反應物A、B的物質(zhì)的量同倍數(shù)的增加,平衡向正反應方向移動,此種情況等效于起始濃度相同,因此轉(zhuǎn)化率不變。
(二)恒溫恒容下
1.若反應物只有一種。例如:aA(g)?葑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)的化學計量數(shù)有關:
(1)a=b+c,A的轉(zhuǎn)化率不變。
(2)a>b+c,A的轉(zhuǎn)化率增大。
(3)a
2.若反應物不只一種。例如:aA(g)+bB(g)?葑cC(g)+dD(g)。
(1)若只增加A的量,平衡向正反應方向移動,則A的轉(zhuǎn)化率減小,B的轉(zhuǎn)化率增大。若只減少A的量,平衡向逆反應方向移動,則B的轉(zhuǎn)化率減小。
(2)若反應物A、B的物質(zhì)的量同倍數(shù)的增加,平衡向正反應方向移動,考慮轉(zhuǎn)化率時,此種情況等效于加壓,反應物的轉(zhuǎn)化率與氣態(tài)物質(zhì)化學計量數(shù)有關。
①a+b=c+d,轉(zhuǎn)化率不變。
②a+b>c+d,轉(zhuǎn)化率增大。
③a+b 四、不能考慮“壓強增大”影響化學平衡移動的分析 所謂增大壓強,一般是指縮小容器體積造成的壓強增大,若向平衡體系中充入某種氣態(tài)反應組分或?qū)w系升溫,應考慮濃度增大或溫度升高對化學平衡的影響,不能考慮由于濃度增大或體系溫度高引起的壓強增大對化學平衡的影響。 舉例解析如下: ①可逆反應:A(g)?葑B(g)+C(g),達到平衡后,恒溫恒容下增加A的物質(zhì)的量,此時不能考慮成“由于濃度增大引起的壓強增大,使平衡向逆反應方向移動”;實際情況是平衡向正反應方向移動,但A的轉(zhuǎn)化率減小。 ②可逆反應:A(g)+B(g)?葑C(g)+D(g),達到平衡后,恒溫恒容下增加A的物質(zhì)的量,此時不能考慮成“濃度增大引起的壓強增大,由于反應前后氣體分子數(shù)不改變,則平衡不移動”;實際情況是平衡向正反應方向移動,但A的轉(zhuǎn)化率減小。 參考文獻: [1]郭子煜.高中化學課程中對化學平衡的認知[J].科教文匯(中旬刊).2017(07) [2]劉仲鵬.化學平衡中轉(zhuǎn)化率變化的判斷策略[J].讀與寫(教育教學刊).2015(09) [3]徐正玉.反應物用量改變對平衡轉(zhuǎn)化率的影響探究[J].科技資訊.2010(19) 作者簡介: 張照云,一級教師,研究方向:中學化學教學。