姚建輝
轉化率是已轉化的某反應物的量與轉化前該反應物的量之比,一般以百分數(shù)表示.在體積不變的情況下,轉化率又等于某反應物濃度的改變量與起始濃度之比.平衡轉化率是可逆反應達到平衡狀態(tài)時的轉化率,因此是一定條件下的最大轉化率,在不特殊說明的情況下,轉化率即平衡轉化率,可用下式計算:α=c始-c平c始×100%.
平衡常數(shù)K與轉化率是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念,它們的大小都能反映出一個可逆反應能進行的程度,平衡常數(shù)越大,轉化率也越大,二者具有一致性,但轉化率的值能更直觀地表明反應的最大限度.平衡常數(shù)與轉化率的區(qū)別在于平衡常數(shù)針對某反應而言,K值的大小與反應物的起始濃度無關,而轉化率則是針對某一反應物而言,其大小受起始濃度影響.平衡常數(shù)是反應的特征常數(shù),而轉化率的大小受平衡常數(shù)制約.
一、溫度對轉化率的影響
在其他條件不變的情況下,溫度升高會使化學平衡向吸熱方向移動,溫度降低則向放熱方向移動.換言之,ΔH<0,正反應放熱,升高溫度平衡向逆反應方向移動,反應物的轉化率降低,反之,ΔH>0,正反應吸熱,升高溫度,平衡向正向移動,反應物的轉化率增大.
溫度對轉化率的影響是高考化學的重要考點.
例1(2013年大綱全國卷-7)反應X(g)+Y(g)2Z(g);ΔH<0,達到平衡時,下列說法正確的是().
A.減小容器體積,平衡向右移動
B.加入催化劑,Z的產率增大
C.增大c(X),X的轉化率增大
D.降低溫度,Y的轉化率增大
解析由化學方程式可知,反應前后氣體體積不變,減小容器體積,等同于增大壓強,平衡不移動,A項錯.催化劑只改變反應速率,不改變平衡狀態(tài),所以也不會影響Z的產率,B項錯.增大c(X),Y的轉化率增大,X的轉化率減小,C項也不對.因ΔH<0,正反應為放熱反應,降低溫度,平衡正向移動,Y的轉化率增大,D項正確,應選D.
二、濃度(壓強)對轉化率的影響
濃度對轉化率的影響較復雜,增大某反應物的濃度時平衡雖正向移動,但因轉化率是濃度的比值,其值卻不一定增大,這與反應類型有關.
1.反應物只有一種
①2AB+C,此類型的特點是反應物只有一種,反應前后分子數(shù)相等.現(xiàn)以2HIH2+I2為例,實驗表明,在溫度不變的前提下,改變c(HI)始,重新達到平衡后轉化率不變,此結論也可從理論上證明.
設一定溫度下平衡常數(shù)為K,c(HI)始=a,轉化率為α,
2HIH2+I2
起始濃度 a 0 0
平衡濃度a(1-α) 0.5aα0.5aα
(0.5aα)2[a(1-α)]2=K,解得α=K0.5+K.
上式表明,在一定溫度下,HI的轉化率是一個常數(shù),其大小只與平衡常數(shù)K有關,而與HI的起始濃度或壓強無關.
轉化率是已轉化的某反應物的量與轉化前該反應物的量之比,一般以百分數(shù)表示.在體積不變的情況下,轉化率又等于某反應物濃度的改變量與起始濃度之比.平衡轉化率是可逆反應達到平衡狀態(tài)時的轉化率,因此是一定條件下的最大轉化率,在不特殊說明的情況下,轉化率即平衡轉化率,可用下式計算:α=c始-c平c始×100%.
平衡常數(shù)K與轉化率是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念,它們的大小都能反映出一個可逆反應能進行的程度,平衡常數(shù)越大,轉化率也越大,二者具有一致性,但轉化率的值能更直觀地表明反應的最大限度.平衡常數(shù)與轉化率的區(qū)別在于平衡常數(shù)針對某反應而言,K值的大小與反應物的起始濃度無關,而轉化率則是針對某一反應物而言,其大小受起始濃度影響.平衡常數(shù)是反應的特征常數(shù),而轉化率的大小受平衡常數(shù)制約.
一、溫度對轉化率的影響
在其他條件不變的情況下,溫度升高會使化學平衡向吸熱方向移動,溫度降低則向放熱方向移動.換言之,ΔH<0,正反應放熱,升高溫度平衡向逆反應方向移動,反應物的轉化率降低,反之,ΔH>0,正反應吸熱,升高溫度,平衡向正向移動,反應物的轉化率增大.
溫度對轉化率的影響是高考化學的重要考點.
例1(2013年大綱全國卷-7)反應X(g)+Y(g)2Z(g);ΔH<0,達到平衡時,下列說法正確的是().
A.減小容器體積,平衡向右移動
B.加入催化劑,Z的產率增大
C.增大c(X),X的轉化率增大
D.降低溫度,Y的轉化率增大
解析由化學方程式可知,反應前后氣體體積不變,減小容器體積,等同于增大壓強,平衡不移動,A項錯.催化劑只改變反應速率,不改變平衡狀態(tài),所以也不會影響Z的產率,B項錯.增大c(X),Y的轉化率增大,X的轉化率減小,C項也不對.因ΔH<0,正反應為放熱反應,降低溫度,平衡正向移動,Y的轉化率增大,D項正確,應選D.
二、濃度(壓強)對轉化率的影響
濃度對轉化率的影響較復雜,增大某反應物的濃度時平衡雖正向移動,但因轉化率是濃度的比值,其值卻不一定增大,這與反應類型有關.
1.反應物只有一種
①2AB+C,此類型的特點是反應物只有一種,反應前后分子數(shù)相等.現(xiàn)以2HIH2+I2為例,實驗表明,在溫度不變的前提下,改變c(HI)始,重新達到平衡后轉化率不變,此結論也可從理論上證明.
設一定溫度下平衡常數(shù)為K,c(HI)始=a,轉化率為α,
2HIH2+I2
起始濃度 a 0 0
平衡濃度a(1-α) 0.5aα0.5aα
(0.5aα)2[a(1-α)]2=K,解得α=K0.5+K.
上式表明,在一定溫度下,HI的轉化率是一個常數(shù),其大小只與平衡常數(shù)K有關,而與HI的起始濃度或壓強無關.
轉化率是已轉化的某反應物的量與轉化前該反應物的量之比,一般以百分數(shù)表示.在體積不變的情況下,轉化率又等于某反應物濃度的改變量與起始濃度之比.平衡轉化率是可逆反應達到平衡狀態(tài)時的轉化率,因此是一定條件下的最大轉化率,在不特殊說明的情況下,轉化率即平衡轉化率,可用下式計算:α=c始-c平c始×100%.
平衡常數(shù)K與轉化率是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念,它們的大小都能反映出一個可逆反應能進行的程度,平衡常數(shù)越大,轉化率也越大,二者具有一致性,但轉化率的值能更直觀地表明反應的最大限度.平衡常數(shù)與轉化率的區(qū)別在于平衡常數(shù)針對某反應而言,K值的大小與反應物的起始濃度無關,而轉化率則是針對某一反應物而言,其大小受起始濃度影響.平衡常數(shù)是反應的特征常數(shù),而轉化率的大小受平衡常數(shù)制約.
一、溫度對轉化率的影響
在其他條件不變的情況下,溫度升高會使化學平衡向吸熱方向移動,溫度降低則向放熱方向移動.換言之,ΔH<0,正反應放熱,升高溫度平衡向逆反應方向移動,反應物的轉化率降低,反之,ΔH>0,正反應吸熱,升高溫度,平衡向正向移動,反應物的轉化率增大.
溫度對轉化率的影響是高考化學的重要考點.
例1(2013年大綱全國卷-7)反應X(g)+Y(g)2Z(g);ΔH<0,達到平衡時,下列說法正確的是().
A.減小容器體積,平衡向右移動
B.加入催化劑,Z的產率增大
C.增大c(X),X的轉化率增大
D.降低溫度,Y的轉化率增大
解析由化學方程式可知,反應前后氣體體積不變,減小容器體積,等同于增大壓強,平衡不移動,A項錯.催化劑只改變反應速率,不改變平衡狀態(tài),所以也不會影響Z的產率,B項錯.增大c(X),Y的轉化率增大,X的轉化率減小,C項也不對.因ΔH<0,正反應為放熱反應,降低溫度,平衡正向移動,Y的轉化率增大,D項正確,應選D.
二、濃度(壓強)對轉化率的影響
濃度對轉化率的影響較復雜,增大某反應物的濃度時平衡雖正向移動,但因轉化率是濃度的比值,其值卻不一定增大,這與反應類型有關.
1.反應物只有一種
①2AB+C,此類型的特點是反應物只有一種,反應前后分子數(shù)相等.現(xiàn)以2HIH2+I2為例,實驗表明,在溫度不變的前提下,改變c(HI)始,重新達到平衡后轉化率不變,此結論也可從理論上證明.
設一定溫度下平衡常數(shù)為K,c(HI)始=a,轉化率為α,
2HIH2+I2
起始濃度 a 0 0
平衡濃度a(1-α) 0.5aα0.5aα
(0.5aα)2[a(1-α)]2=K,解得α=K0.5+K.
上式表明,在一定溫度下,HI的轉化率是一個常數(shù),其大小只與平衡常數(shù)K有關,而與HI的起始濃度或壓強無關.