平衡移動(dòng)與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系

平衡移動(dòng)方向與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系溫度和壓強(qiáng)對平衡轉(zhuǎn)化率的影響(一)壓強(qiáng)對反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率的影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定增大,反之,平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定減小。充入與反應(yīng)無關(guān)氣體，如可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)(m+nHp+q)達(dá)到平衡后，向密閉容器中充入與反應(yīng)無關(guān)氣體，反應(yīng)物A、B的轉(zhuǎn)化率變化有以下兩種情況：恒溫恒容條件下，向平衡體系中充入與反應(yīng)無關(guān)氣體，雖然密閉容器的總壓增大，但容器的容積不變，與反應(yīng)有關(guān)的各物質(zhì)濃度均未發(fā)生變化，平衡不移動(dòng)，故反應(yīng)物A、B轉(zhuǎn)化率不變。恒溫恒壓條件下充入與反應(yīng)無關(guān)氣體，因容器的壓強(qiáng)不變，此時(shí)容器容積必然增大，相當(dāng)于對反應(yīng)體系減壓，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，從而可判斷出反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率變化情況,如可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g［①m+n>p+q時(shí),A、B的轉(zhuǎn)化率減小。②m+n<p+q時(shí),A、B的轉(zhuǎn)化率增大。③m+n=p+q時(shí),A、B的轉(zhuǎn)化率不變。(二)溫度對反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率的影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定增大，降低溫度，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定減小，若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定減小，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定增大。無論哪種情況，因反應(yīng)物的初始量未變，改變溫度或壓強(qiáng)，導(dǎo)致平衡移動(dòng)就會(huì)有更多的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物或有更多的生成物轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，其結(jié)果轉(zhuǎn)化率增大或減少，即改變溫度或壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率必定增大;平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率必定減少。例2NH(g)+C0(g)32=CO(NH)(s)+HO(g)AHVO,增大壓強(qiáng)時(shí)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),NH和CO的轉(zhuǎn)化率均增22232大，減小壓強(qiáng)時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NH和CO的轉(zhuǎn)化率均減小，升高溫度，平衡逆向移32動(dòng),NH和CO的轉(zhuǎn)化率均減小，降低溫度,平衡正向移動(dòng),NH和CO的轉(zhuǎn)化率均增大。3232反應(yīng)物濃度對平衡轉(zhuǎn)化率的影響(一)含多種反應(yīng)物的可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)達(dá)到平衡后只增大某一種反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，而其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率則增大(量增大的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低，而其他反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率則升高)，如增大A的濃度，平衡必然正向移動(dòng),B轉(zhuǎn)化得更多,而B的起始濃度不變，所以B的轉(zhuǎn)化率增加，增加A,A的轉(zhuǎn)化量與A的起始量均增加,但因平衡的移動(dòng)只能減弱而不能抵消外界條件的改變量，即A的轉(zhuǎn)化量和起始量相比較,A起始量增加得多些，因此A的轉(zhuǎn)化率反而下降，如N+3H=2NH223平衡時(shí)增加N的濃度，平衡正向移動(dòng),H的轉(zhuǎn)化率增大而N的轉(zhuǎn)化率降低。222按原比例等倍數(shù)增加反應(yīng)物A、B的濃度。恒溫恒壓時(shí),按原比例等倍數(shù)增加反應(yīng)物A和B的濃度，平衡肯定正向移動(dòng)，反應(yīng)物A、B的轉(zhuǎn)化率不變(恒溫恒壓時(shí)按比例等倍數(shù)擴(kuò)大反應(yīng)物的濃度均與原平衡等效，故同種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相等)。恒溫恒容時(shí),按原比例等倍數(shù)增大反應(yīng)物A、B的濃度，平衡肯定正向移動(dòng)，反應(yīng)物A、B的轉(zhuǎn)化率變化情況有以下三種情況(先建立在恒溫恒壓條件下的等效平衡，得知同種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相等，再壓縮體積恢復(fù)原體積，相當(dāng)加壓，根據(jù)平衡移動(dòng)方向來判斷反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率變化)。m+n>p+q時(shí),反應(yīng)物A、B的轉(zhuǎn)化率增大，②m+n<p+q時(shí),反應(yīng)物A、B的轉(zhuǎn)化率減?、踡+n=p+q時(shí),反應(yīng)物A、B的轉(zhuǎn)化率不變。如在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):N+3H2=2NH3按n(N):n(H)=1:3的比例充入N和H,反應(yīng)達(dá)到平衡后，若其它條件不變，再按n(N):n(H)=1:3的比例充入N和H,反應(yīng)重新達(dá)到平衡后，N和H的平衡轉(zhuǎn)化率都增大，即反應(yīng)達(dá)到平衡后按物質(zhì)的量的2222

比例增大反應(yīng)物濃度，達(dá)到新的化學(xué)平衡時(shí)，各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均增大，又如4NH+50=4N0+6H0反應(yīng)達(dá)到平衡后按比例增大反應(yīng)物濃度,達(dá)到新的化學(xué)平衡時(shí)，各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均減小。例1.相同體積的四個(gè)密閉容器中，進(jìn)行同樣的四個(gè)可逆反應(yīng):2A(g)+B(g)=3C(g)+2D(g)起始時(shí)各容器中所裝A、B的物質(zhì)的量分別是：項(xiàng)目甲容器乙容器丙容器丁容器A2mol1mol2mol1molB1mol1mol2mol2mol在相同的溫度下建立平衡時(shí)，有關(guān)A、B轉(zhuǎn)化率的說法正確的是()A.A的轉(zhuǎn)化率為：甲＜丙〈乙〈丁B.A的轉(zhuǎn)化率為：甲〈乙＜丙〈丁C.B的轉(zhuǎn)化率為：甲〉乙＞丙＞丁D.B的轉(zhuǎn)化率為:丁〉乙＞丙＞甲【解析】甲乙相比:n(B)相同n(A)甲＞n(A)乙，所以A的轉(zhuǎn)化率：甲＜乙;B的轉(zhuǎn)化率：甲＞乙乙丁相比:n(A)相同n(B)丁〉n(B)乙，所以A的轉(zhuǎn)化率：乙＜丁;B的轉(zhuǎn)化率：乙＞丁甲丙相比:n(A)相同n(B)丙〉n(B)甲，所以A的轉(zhuǎn)化率:丙＞甲;B的轉(zhuǎn)化率:丙＜甲丙丁相比:n(B)相同n(A)丙＞n(A)丁,所以A的轉(zhuǎn)化率:丙＜丁;B的轉(zhuǎn)化率:丙＞丁乙丙相比:丙容器比乙容器物質(zhì)的量大，相當(dāng)于丙中的壓強(qiáng)大于乙中的壓強(qiáng)，因該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積增大的反應(yīng)，所以乙中A和B的轉(zhuǎn)化率大于丙中A和B的轉(zhuǎn)化率,A的轉(zhuǎn)化率：丁〉乙＞丙＞甲；B的轉(zhuǎn)化率：甲＞乙＞丙〉丁,故正確選項(xiàng)為A、C。例2?完全相同的兩個(gè)容器甲和乙，已知甲中裝有S0,0各1克，乙中裝有SO0各2克，在2222同一溫度下反應(yīng),2S0(g)+0(g)=2S0(g)達(dá)平衡時(shí)，甲中SO的轉(zhuǎn)化率為a%,乙中SO的轉(zhuǎn)化、「22322率為b%,則()Aa%＞b%Ba%＜b%Ca%=b%D無法判定【解析】欲得到初始量SO和0均為2g平衡體系，可采取2個(gè)步驟：一是把2gSO、2g0加入體積為原容積兩倍的容器中2(用下圖中的C表示)，建立的平衡的平衡體系中與初始量S0和0均為1g平衡體系中的S0的轉(zhuǎn)化率相等：二是把建立的平衡體系體積壓縮為下圖222中的B,可得答合題意的平衡體系，而加壓時(shí)，平衡右移，S0轉(zhuǎn)化率增大，即S0轉(zhuǎn)化率22由a%增大為b%。BACIIIBACIII從圖中可以看出I和II屬等效平衡，11變到III需加壓，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故a%＜b%。不論是在恒溫恒容時(shí)還是在恒溫恒壓時(shí)，含多種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，不按比例增加或減少各種反應(yīng)物的用量，解題思路:一般先讓增加量或減少量滿足原平衡的比例，建立等效平衡，然后把多出來或少的看成是單獨(dú)再增加或減少的物質(zhì)，利用問題1的辦法來解決.例3恒溫恒容時(shí)，向容器中按1：3的體積比充入N、H，反應(yīng)N+3H=2NH已達(dá)平衡后，如22223果再按2：3的體積比充入N和H,達(dá)到新平衡時(shí)，(1)平衡向什么方向移動(dòng)？⑵N、H的2222轉(zhuǎn)化率比起原平衡轉(zhuǎn)化率是如何變化的？解析:(1)問由上述規(guī)律可知：平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)ADBC(2)問可由上圖建立平衡，C態(tài)比A態(tài)，H、N的轉(zhuǎn)化率都提高了；D態(tài)比C態(tài)，H的轉(zhuǎn)化率222進(jìn)一步提高，但叮的轉(zhuǎn)化率卻降低了。所以，H的轉(zhuǎn)化率：達(dá)到新平衡后比原平衡提高了，N的轉(zhuǎn)化率：A與2B態(tài)相同，C態(tài)比A態(tài)時(shí)％的轉(zhuǎn)化率高，但D態(tài)卻比C態(tài)低，所以不能定性判斷A態(tài)與D態(tài)的相對大小。2例4.(03年全國)某溫度下,在容器可變的容器中，反應(yīng)2A(g)+B(g)=2C(g)達(dá)到平衡時(shí)，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol和4mol,保持溫度和壓強(qiáng)不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量作如下調(diào)整，可使平衡右移的是()A.均減半B.均加倍C.均增加lmolD.均減小lmol【解析】本題考查了上述規(guī)律中“定溫定壓”條件下的等效平衡問題，選項(xiàng)A、B中均減半、均加倍時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的比值不變，三者比例為2:1:2，與題中比例一致，故為等效平衡，平衡不移動(dòng)。選項(xiàng)C均增加lmol時(shí)，可把B物質(zhì)分成兩次增加，即先增加0.5mol,第一次加入lmolA、0.5molB、lmolC,則A、B、C按物質(zhì)的量5:2.5:5=4:2:4,故與已知條件等效，此時(shí)平衡不移動(dòng),再在此基礎(chǔ)上再增加0.5molB,提高反應(yīng)物B的濃度，則平衡右移。選項(xiàng)D中均減少lmol時(shí)，可把B物質(zhì)分成兩次減少，即先減少0.5mol,將A減小lmol，B減小0.5mol,C減小lmol,則A、B、C按物質(zhì)的量3:1.5:3=4:2:4,故與已知條件等效，此時(shí)平衡不移動(dòng)，再在此基礎(chǔ)上再減少0.5molB,降低反應(yīng)物B的濃度，平衡向左移動(dòng),故本題應(yīng)選C。由此可以看出，平衡后再充入氣體時(shí)，若按照原平衡投料物比例同倍數(shù)增加反應(yīng)物的量，改變平衡的條件是壓強(qiáng)，即可用壓強(qiáng)來判斷平衡移動(dòng)的方向和新、舊平衡時(shí)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的相對大小。平衡后再充入氣體時(shí)，與原平衡不成比例增加反應(yīng)物的濃度，此時(shí)改變平衡的條件主要是濃度，即用濃度的變化來判斷平衡移動(dòng)的方向和反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化。(二)分解反應(yīng)的反應(yīng)物濃度對平衡轉(zhuǎn)化率的影響只含一種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)(分解反應(yīng))：mA(g)=nB(g)+pC(g)達(dá)到化學(xué)平衡后恒溫恒壓時(shí)，增大反應(yīng)物A的濃度(增大反應(yīng)物的用量，等效于起始濃度相同)，平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率不變(因恒溫恒壓時(shí)增大反應(yīng)物A的濃度均與原平衡等效，故同種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相等)。恒溫恒容時(shí)，增大反應(yīng)物A的濃度，平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率變化有如下三種情況(先建立在恒溫恒壓條件下的等效平衡，得知同種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相等，再壓縮體積恢復(fù)原體積，相當(dāng)加壓，根據(jù)平衡移動(dòng)方向來判斷反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率變化)。①若反應(yīng)前后氣體體積不變(m=n+p)，增加反應(yīng)物的濃度時(shí)，平衡等效,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變，

如2HI(g)=H(g)+I(g),則無論增大或減小HI的濃度，相當(dāng)于對體系加壓或減壓，平衡不22移動(dòng),HI的轉(zhuǎn)化率都不改變。若反應(yīng)后氣體體積減少(m>n+p),增大反應(yīng)物濃度,平衡正向移動(dòng);增大反應(yīng)物濃度，相當(dāng)于對體系加壓，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變大，如2NO(g)=N0(g)反應(yīng)達(dá)到平衡后，再向密閉容器中加224入NO(g),則增大NO的濃度，相當(dāng)于對體系加壓，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，即正向22移動(dòng)，在此達(dá)到平衡,與原平衡相比,NO的轉(zhuǎn)化率增大,NO、NO的物質(zhì)的量(物質(zhì)的量濃度)2224均增大，顏色變深。若反應(yīng)后氣體體積增大(m<n+p),增大反應(yīng)物濃度,平衡正向移動(dòng)，增大反應(yīng)物濃度，也相當(dāng)于將原體系加壓，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)(逆向移動(dòng))，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變小:如2NH=N+3H,則增大NH的濃度，也相當(dāng)于將原體系加壓，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)TOC\o"1-5"\h\z3223(逆向移動(dòng))，NH的轉(zhuǎn)化率減小°N0(g)=2NO(g)反應(yīng)達(dá)到平衡后,再向密閉容器中加入NO,324224?反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)NO.NO的物質(zhì)的量(物質(zhì)的量濃度)均增大，顏色變深,NO向NO轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)224242化率減小，再如PCl(g)=PCl(g)+Cl(g)反應(yīng)達(dá)到平衡后，再向密閉容器中加入PCl(g),達(dá)5325到平衡后,PCl的物質(zhì)的量會(huì)增加，但PCl(g)的轉(zhuǎn)化率減小,PCl在平衡混合物中的百分含355量較原平衡時(shí)增加。例5.一定溫度下，將amolPC|通入一個(gè)容積不變的反應(yīng)器中，達(dá)到如下平衡:PClJg)=amol①虛構(gòu)等效平衡.amolamolPS再加入amolPCl5,也再加上一個(gè)體積PCl5PCl525PCl(g)+Cl(g),測得平衡混合氣體壓強(qiáng)為P，此時(shí)再向反應(yīng)器中通入amolPCl,在溫度不變的條件下再度達(dá)到平衡，測得壓強(qiáng)為P,請判斷PCl的轉(zhuǎn)化率是增大還是減小？25【解析】A(VL)PCl^^PCl3+Cl2再

PCl^^PCl3+Cl2amolPCl5相同氣體混合平衡定不移動(dòng)1r5相同氣體混合平衡定不移動(dòng)C(與B與A均等效)③在等效平衡基礎(chǔ)上壓為一個(gè)體積C(與B與A均等效)平衡C是兩個(gè)平衡A簡單的疊加，則平衡A與平衡C的PCl轉(zhuǎn)化率相等,將平衡C的體積52VL壓縮到平衡D的體積VL,平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)即逆方向移動(dòng)，PCl轉(zhuǎn)化5率減少.【歸納總結(jié)】恒溫恒容的容器,當(dāng)增大某物質(zhì)的量時(shí)，平衡肯定正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不一定增大，在考慮轉(zhuǎn)化率變化時(shí)，可將濃度問題轉(zhuǎn)換為壓強(qiáng)問題，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，最后再確定轉(zhuǎn)化率變化。關(guān)于轉(zhuǎn)化率的其他問題歸類如下：1.對同一可逆反應(yīng)，投料比等于反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相同。例：N(g)+3H(g)=2NH(g),若開始時(shí)N和H分別為1mol、3mol,不管在什么條件下建立平衡，22322因?yàn)閰⑴c反應(yīng)的N和H之比亦為它們的計(jì)量系數(shù)比，故它們的轉(zhuǎn)化率均相同。222?對同一可逆反應(yīng)，投料物質(zhì)的量相同時(shí)，各反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。例:

N(g)+3H(g)=2NH(g),若開始時(shí)N和H均為3mol，建立平衡時(shí)，參加反應(yīng)的N和H之比為2232222它們的計(jì)量數(shù)之比,故二者的轉(zhuǎn)化率亦為其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。對同一可逆反應(yīng)，若只從反應(yīng)物開始建立平衡或只從生成物開始建立平衡，且二者互為等效平衡，則其反應(yīng)物的轉(zhuǎn)