化学平衡中转化率的计算和规律总结
化学平衡中转化率体现了可逆反应进行的程度和效率。而化学平衡中转化率的计算对高中学生来说确实是一个难点。那么如何才能把转化率的问题简单化,通过对转化率的相关问题进行研究和探讨,总结出如下几个规律,以供大家参考和应用。
规律一:某温度下,对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)反应,起始投料相同的两个相同容器甲和乙,甲保持恒压,乙保持恒容,则转化率甲大于乙,即恒压大于恒容(反应前后气体系数之和相等的转化率相等)
例1、体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2 SO2+O22SO3,并达到平衡。在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率( ) 答案:大于p%
规律二:对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)反应,若只增加A的量,则B的转化率增大,A的转化率减小。
例2、反应2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g) ΔH>0,达到平衡时,在其他条件不变的情况下,增加H2O(g)的量,Cl2的转化率 ,H2O(g) 的转化率(填“增大”或“减小”) 答案:“增大”,“减小”
规律三:对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),反应若按原始比例同倍增加A和B的量,平衡向右移动,A和B的转化率与化学反应条件和化学计量数有关。
(1)若是恒温恒压,则A和B的转化率不变。
(2)若是恒温恒容,则相当于在原平衡基础上增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即:a、当a+b=c+d时,A和B的转化率不变
b、当a+b>c+d时,A和B的转化率增大
c、当a+b<c+d时,A和B的转化率减小
例3、在一固定容积的密闭容器中充入1molN2和1molH2,一定温度下建立如下平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),此时N2的转化率为a%,若再充入nmol N2和nmolH2,在温度不变的情况下,达到新的平衡时,测得N2的转化率为b%,则a、b的大小关系为 。 答案:b>a
规律四:对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),当反应物等物质的量加入时,反应物的转化率之比等于反应的化学计量数之比;当反应物按化学计量数之比加入时,反应物的转化率相等。 例4、等物质的量的SO2与O2混合于某密闭容器中,在一定条件下反应,达到平衡时SO2的转化率为a%,O2的转化率为b%,则二者的关系为 。 答案:a:b=2:1
规律五:恒温恒容条件下充入“惰性气体”,化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化,故各反应物转化率不变;恒温恒压条件下充入“惰性气体”,化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,继而可判断指定物质的转化率变化。
例5、某一密闭容器充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2+O22SO3,并达到平衡时SO2的转化率为p%,若控制反应在恒温恒容条件下进行,并再充入一定量的N2,则重新达到平衡时SO2的转化率 ;若控制反应在恒温恒压条件下进行,并再充入一定量的N2,则重新达到平衡时SO2的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”) 答案:不变,减小
总之,判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向,当增大物质的浓度难以判断平衡移动的方向时,可转化为压强问题进行讨论;当增大压强难以判断平衡移动的方向时,可转化为浓度问题进行讨论。教师在教学中不断培养学生解决化学平衡问题的技巧和方法,则学生的思维将得以拓展,化学平衡移动原理就能运用自如。
第二篇:化学平衡体系中的经验规律总结
化学平衡体系中的经验规律总结
一、转化率与条件改变的关系
1.转化率与浓度变化的关系
(1)对于多种物质参加的反应,如某反应可写为A(g)+3B(g)2C(g)+D(g),只增大A的浓度,B的转化率一定增大,而A的转化率一般是减小.
(2)对于分解反应来说,要视反应前后物质的化学计量数而定.如对2HIH2(g)+I2(g),不论如何改变HI的浓度(可通过改变体系的压强改变HI的浓度),HI的转化率都不变(即平衡不移动);而对于2NH3N2+3H2,增加NH3的浓度,可通过增大体系压强来实现,平衡逆向移动,NH3的转化率减小.
2.转化率与压强变化的关系
改变压强,若平衡移动,则改变反应物的转化率;若不移动,反应物转化率不变. 注:改变压强的实质是改变气体的浓度,压强的改变可以看作是实现浓度改变的特殊手段.
3.转化率与温度变化的关系
温度变化,平衡移动,所以转化率改变.如对于N2+3H22NH3+Q这一反应来说,升高温度,平衡逆向移动,N2和H2的转化率均降低.
4.转化率与催化剂的关系
由于加入催化剂不能使化学平衡移动,所以不能改变反应物的转化率.
二、改变条件对混合气体平均相对分子质量的影响
混合气体平均相对分子质量(M)
对于反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),因为m(平)=m(始),所以: 1.若n(反应物)=n(生成物),则M(平)=M(始),平均相对分子质量不变; 2.若n(反应物)<n(生成物),则M(平)<M(始),平均相对分子质量减小; 3.若n(反应物)>n(生成物),则M(平)>M(始),平均相对分子质量增大. 注:要特别注意反应前后各物质的状态.
如:对于反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),尽管反应前后气体分子数不变,但m(平)>m(始),所以M(平)>M(始).
三、改变条件对混合气体密度的影响
1.密度(ρ)=混合气体总质量(m)/容器容积(V),所以,当质量或体积中有一个量发生变化时,密度就会发生改变.
2.当浓度或压强改变时,混合气体的质量或体积就会发生改变,则ρ改变.
3.仅是温度发生变化时,不管化学平衡如何移动,混合气体的质量和体积均不会改变,所以密度ρ不发生变化.
四、在平衡体系中,加入一种与此平衡不相关的气体
1.体积不变时,平衡体系中各组分浓度不变,平衡不移动.
2.压强不变时,体积增大,各组分浓度变小,对反应前后气体分子数不变的可逆反应,化学平衡不移动;对反应前后气体分子数可变的可逆反应,化学平衡向气体体积增大方向移动.如:T、p一定,向2SO2+O22SO3(g)体系中充入一定量N2,则平衡逆向移动.