【摘要】化學(xué)平衡中的轉(zhuǎn)化率體現(xiàn)了可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。根據(jù)平衡移動(dòng)的方向判斷轉(zhuǎn)化率的變化,是重點(diǎn),更是一個(gè)難點(diǎn)。在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡時(shí),經(jīng)常把反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的提高與平衡正向移動(dòng)等同起來,其實(shí)二者并無必然聯(lián)系,需要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 化學(xué)平衡移動(dòng)方向 關(guān)系
【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),已轉(zhuǎn)化為生成物的某種反應(yīng)物的量占該反應(yīng)物起始量的百分?jǐn)?shù)。若要求某一時(shí)刻的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,只要把平衡時(shí)的反應(yīng)物濃度(或物質(zhì)的量)改為某一時(shí)刻的反應(yīng)物濃度(或物質(zhì)的量)即可。通常表示為:
化學(xué)平衡移動(dòng)是指在一定條件下,一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后,如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)物濃度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。在化學(xué)平衡移動(dòng)過程中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率有什么變化呢?現(xiàn)就從溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)物濃度這幾個(gè)因素著手分析轉(zhuǎn)化率的變化與化學(xué)平衡移動(dòng)關(guān)系。
一、溫度
改變溫度,若引起平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大;反之,若引起平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定減小。
二、壓強(qiáng)
改變壓強(qiáng),若引起平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大;反之,若引起平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定減小。
三、反應(yīng)物濃度(反應(yīng)物的量)
(一)恒溫恒壓下
1.若反應(yīng)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(yīng)方向移動(dòng),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(yīng)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(fù)雜,視具體題目而定,這里不討論。
(2)若反應(yīng)物A、B的物質(zhì)的量同倍數(shù)的增加,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),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(yīng)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(dòng);考慮轉(zhuǎn)化率時(shí),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(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān):
(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(yīng)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(yīng)方向移動(dòng),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(yīng)方向移動(dòng),則B的轉(zhuǎn)化率減小。
(2)若反應(yīng)物A、B的物質(zhì)的量同倍數(shù)的增加,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),考慮轉(zhuǎn)化率時(shí),此種情況等效于加壓,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。
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(qiáng)增大”影響化學(xué)平衡移動(dòng)的分析 所謂增大壓強(qiáng),一般是指縮小容器體積造成的壓強(qiáng)增大,若向平衡體系中充入某種氣態(tài)反應(yīng)組分或?qū)w系升溫,應(yīng)考慮濃度增大或溫度升高對化學(xué)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(qiáng)增大對化學(xué)平衡的影響。 舉例解析如下: ①可逆反應(yīng):A(g)?葑B(g)+C(g),達(dá)到平衡后,恒溫恒容下增加A的物質(zhì)的量,此時(shí)不能考慮成“由于濃度增大引起的壓強(qiáng)增大,使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)”;實(shí)際情況是平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但A的轉(zhuǎn)化率減小。 ②可逆反應(yīng):A(g)+B(g)?葑C(g)+D(g),達(dá)到平衡后,恒溫恒容下增加A的物質(zhì)的量,此時(shí)不能考慮成“濃度增大引起的壓強(qiáng)增大,由于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不改變,則平衡不移動(dòng)”;實(shí)際情況是平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但A的轉(zhuǎn)化率減小。 參考文獻(xiàn): [1]郭子煜.高中化學(xué)課程中對化學(xué)平衡的認(rèn)知[J].科教文匯(中旬刊).2017(07) [2]劉仲鵬.化學(xué)平衡中轉(zhuǎn)化率變化的判斷策略[J].讀與寫(教育教學(xué)刊).2015(09) [3]徐正玉.反應(yīng)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(xué)化學(xué)教學(xué)。