增加反应物 反应物的转化率如何变化

张新中●

江苏省邗江中学(225012)



增加反应物 反应物的转化率如何变化

张新中●

江苏省邗江中学(225012)

化学平衡中，反应物的转化率会因为平衡移动而发生变化，其中比较难的是增加反应物而导致反应物的转化率的变化情况，文章通过实例讲解其变化情况，帮助学生理解掌握.

化学平衡；反应物；转化率；等效平衡

化学平衡移动中经常考查增加反应物，判断反应物转化率如何变化的试题，学生往往因知识掌握不透或没有掌握方法而出现错误.本文通过实例帮助学生理解掌握该方面知识.

一、增加固体或纯液体

①增加C的量 ②将容器的容积缩小一半 ③保持容积不变，充入Ar使体系压强增大 ④保持压强不变，充入Ar使容器容积增大

A．①② B．①③ C．②③ D．①④

解析 C是固体，所以增加C的量，平衡不移动，H2O(g)的转化率不变；容器的容积缩小一半，压强增大，平衡逆向移动，H2O(g)的转化率减小；保持容积不变，充入Ar，与反应有关的物质的物质的量浓度均未发生改变，所以平衡不移动，H2O(g)的转化率不变；保持压强不变，充入Ar使容器容积增大，反应体系的分压变小，平衡正向移动，H2O(g)的转化率增大.答案：B

例2 常温下，0.01mol·L-1的H2CO3溶液中加少量水稀释，下列数值减小的是( ).

A．Ka1B．H2CO3电离度

点拨 固体或纯液体的浓度是定值.在有气体参加的反应中，改变固体或纯液体的量，物质的浓度不发生改变，则反应速率不变，平衡不发生移动；在溶液中进行的反应，改变水的量，会导致其它物质的浓度发生改变，则电离平衡或水解平衡等会发生移动，一般来说，越稀越电离或越水解.

二、增加气体

1．有两种反应物

(1)恒温恒容条件下，增加一种反应物

A．0.9mol B．0.8mol

C．0.7mol D．0.6mol

解析 向平衡体系中再充入水蒸气，即增加了反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，CO2大于0.6mol.又原平衡H2O的转化率为60%，再加入0.3mol水后，水的转化率小于60%，0.3mol水最多转化：0.3×60%=0.18mol，平衡时的CO2小于0.6+0.18=0.78mol.

答案：C

(2)恒温恒容条件下，等倍增加两种反应物

A．a>bB．a

解析 由题意知，两次投料后达平衡时并不等效，直接进行判断比较困难，故可以采取构建等效平衡的方法解决问题，确定中间状态，然后在等效平衡的基础上改变条件，看平衡向哪个方向移动，从而得到最终结果.设开始时在VL容器中盛有2 mol SO2和1mol O2，在同一温度同一容器中，最初投入4 mol SO2和2mol O2，则有：

(Ⅰ)、(Ⅱ)具有完全相同的状态，当抽出隔板后，外界条件不变，所得状态(Ⅲ)中SO2的转化率与(Ⅰ)、(Ⅱ)相同，仍为a.状态(Ⅳ)是(Ⅲ)加压的结果，而增大压强，平衡将向气体体积缩小的方向移动.故SO2的转化率增大，则b>a.答案：B

①若a+b=c+d，增加A、B的浓度，A、B的转化率不变.

②若a+b>c+d，增加A、B的浓度，A、B的转化率变大.

③若a+b

(3)恒温恒容条件下，不等倍增加两种反应物

A．升高温度

B．充入He(g)，使体系压强增大

C．将H2O(g)从体系中分离

D．再充入1.20 mol CO和0.80 mol H2O (g)

解析 升高温度，平衡逆向移动，CO转化率减小，A项错误；充入He(g)，体系压强增大，但浓度不变，平衡不移动，CO转化率不变，B项错误；将H2O(g)从体系中分离，平衡逆向移动，CO转化率减小，C项错误；若再充入1.20 mol CO和0.60 mol H2O (g)，则与原平衡等效，CO转化率与原平衡相同，现多加了0.20mol H2O (g)，平衡正向移动，CO转化率增大，D项正确.答案：D

点拨 对于不等倍增加反应物的情况，一般有两种方法：①先根据等效平衡原理，将题干中要求的物质用完，计算出与原反应等倍投入的另一种物质的量，若另一种物质过量，则所求物质的转化率增大；若另一种物质不足，则所求物质的转化率减小.②根据平衡常数用“三行式”计算出转化率，再与原平衡相比较.

(4)恒温恒压条件下，等倍增加两种反应物

A．x=yB．x>yC．x

解析 恒温恒压条件下，第二次投料量是第一次的3倍，投料量成正比，故两平衡等效，平衡转化率相等.答案：A

点拨 恒温恒压条件下，等倍增加两种反应物，则构成等效平衡，反应物转化率与原平衡相同.

2．只有一种反应物

A．2P1>P2B．PCl5的分解率增大

C．2P1

解析 设开始时在VL容器中盛有amol PCl5，达到平衡时PCl5的分解率为α .在同一温度同一容器中，最初投入2amol PCl5，则有：

(Ⅰ)、(Ⅱ)具有完全相同的状态，平衡时为等效平衡.当抽出隔板后，外界条件不变，所得状态(Ⅲ)中PCl5的分解率、Cl2的体积分数与(Ⅰ)、(Ⅱ)相同.状态(Ⅳ)是(Ⅲ)加压的结果，而增大压强，平衡将向气体体积缩小的方向移动，即向逆反应方向移动，故PCl5的分解率和Cl2的体积分数都减小，压强也减小，因此p2<2p1，答案为A.

特点示例又加入平衡移动方向压强变大对平衡的影响移动结果ⅠΔn>0PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)PCl5正方向逆方向α(PCl5)减小,φ(PCl5)增大ⅡΔn=02HI(g)H2(g)+I2(g)HI不移动α(HI)不变,φ(HI)不变ⅢΔn<02NO2(g)N2O4(g)NO2正方向α(NO2)增大,φ(NO2)减小

[1]王祖浩主编.化学反应原理[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2015：32-56

[2]王后雄主编.重难点手册[S].武汉：华中师范大学出版社

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1008-0333(2016)28-0084-02