基于化学平衡移动中转化率变化的问题探究

李晓峰

摘要：化学平衡移动中因温度、压强、用量等改变，会导致转化率发生变化，学生解决此类问题时出错频率极高有必要进行探究归纳，以提高此方面的解题效率.

关键词：化学平衡;改变温度;压强;改变用量;转化率

高中化学平衡复习过程中，经常会遇到外界条件改变时，转化率如何改变的习题，有时与平衡移动一致，有时不一致，致使许多学生解决此类题时束手无策，现就化学平衡中转化率变化问题进行探究归类，以便更好地理解并解决此方面的问题，以提高学习及复习此知识点的效率，依大条件改变主要从以下三个方面加以探究归纳.

1 温度改变对反应物转化率的影响

改变外界条件之一温度，化学平衡则一定发生移动，反应物的转化率一定发生变化.其具体规律为：（1）当温度改变造成化学反应平衡向正反应方向移动时，则反应物的转化率一定增大;（2）当温度改变造成化学反应平衡向逆反应方向移动时，则反应物的转化率一定减小.

例1 向恒温恒容密闭容器中充入H2 （g）、12（g），则发生H2（g） +12（g）——2HBr（g）△H

A.m>n

B。m

C.m=n

D.无法确定

解析 因为该反应为放热反应，当采取绝热条件下进行上述反应，相当于给体系加热，升高温度则有利于上述化学平衡逆向移动，则反应物I2（g）的转化率一定减小，所以本题应选A.

2 压强改变对反应物转化率的影响

当改变外界条件之一压强，其具体规律为：（1）若造成化学平衡向正反应方向移动时，则反应物的转化率一定提高;（2）若造成化学平衡向逆反应方向移动时，则反应物的转化率一定降低.

如对于aA（g） +bB（g）=cC（g）+dD（g）

2.1 压缩体积的增大压强具体如下

（1）若a+b>c+d（即正反应为气体体积减小的反应）时，则有如下规律：

①当增大压强，化学平衡向正反应方向移动，则A、B的转化率升高;

②当减小压强，化学平衡向逆反应方向移动，则A、B的转化率降低.

（2）若a+b

①当增大压强，化学平衡向逆反应方向移动，则A、B的转化率降低;

②当压强减小，化学平衡向正反应方向移动，则A、B的转化率升高.

（3）若a+b=c+d（即正反应为气体体积不变的反应）时，压强变化，对A、B的转化率无影响.

2.2 通入惰性气体

（1）如果容器的体积不变（总压强增大）A、B的转化率不变.

（2）如果容器的压强不变（容器的体积增大）按減小压强去处理：

即：①当a+b>c+d时，A、B的转化率降低;

②当a+b

③当a+b=c+d时，A、B的转化率不变.

例2-定温度下，向一个密闭容器中充入N2和H2，一定条件下发生如下反应N：+3H=2 NH3，当达到平衡后，此时N2的转化率若为m%.其它条件不变只缩小容器的容积，再次达到平衡时N：的转化率将如何改变（ ）

A.不变 B.减小 C.增大D.无法确定

解析 对于N2+ 3H2=2NH3反应达到平衡后，缩小容积，相当于增大压强，容器内压强增大，导致上述化学平衡向正反应方向移动，N：的转化率增大，所以本题应选C.

3 反应物用量改变对反应物转化率的影响

3.1 当反应物只有一种物质

如mA（ g）=nB（g）+pC（g），根据外界条件不同，具体有以下两种情况：

（1）恒温恒压：恒温恒压时增大或减少单一反应物的用量，由于与原平衡等效，所以转化率不变，各反应物和生成物物质的量与原平衡相比，则等比例变化，各反应物和生成物的体积分数及浓度也保持不变.

（2）恒温恒容：此时可以看作改变压强去处理，依压强对平衡移动方向决定转化率变化.具体可理解为：加入反应物，平衡则正向移动，考虑反应物转化率时按加压去分析;减小反应物，平衡逆向移动，考虑转化率时按减压去分析，

即：一定温度下，在一定容的密闭容器中，反应：aA（g）=bB（g）+cC（g），增加A的量，A的浓度增大，平衡正向移动;考虑转化率时，此种情况等效于加压，A的转化率与气态物质的化学计量数有关，具体规律如下：

（1）当a=b+c，A的转化率不变

（2）当a>b+c，A的转化率增大

（3）当a

例3反应：①PCls （g）—一PC13 （g） +Cl2（g）、②HI（g）=H2（g）+12（g）、③2N02（g）= N204（g），在一定条件，当达到化学平衡时，三种反应物的转化率均为m%.若保持各反应的温度和容器的体积都不改变，分别加入一定量的各自的反应物，则上述三种反应物转化率（ ）

A.均不变

B.①增大、②不变、③减小

C.均增大

D.①减小、②不变、③增大

解析PCls（g）-PCl3（g）+Cl2（g）符合a

a=b +c，转化率不变;2NO2（g）-N204（g）符合a>b+c，转化率增大，所以本题应选D.3.2 反应物不只一种物质

形如：aA（g） +bB（g）=cC（g）+dD（g）的反应.当只增加A的量，会导致平衡向着正反应的方向移动，则A的转化率减小，B的转化率增大.当只减少A的量，会导致平衡向着逆反应的方向移动，则B的转化率减小.

例4 一定温度下，向一定容的积密闭容器中充入N2和H2，则发生N2+ 3H2=2NH3反应，当达到平衡，N2的转化率为a%.向平衡混合物中再充入N2，达到新平衡后，N2的转化率将（ ）

A.减小 B.增大 C.无法确定 D.不变

解析当达到平衡后再次充入N2则平衡向着正反应的方向移动，则H2的转化率增大，而N2的转化量仅靠平衡移动来完成相对较少，但充入的N2的量相对较多，转化的相对较少，N2剩余的便很多，故N2的转化率是减少，所以本题应选A.

3.3 若反应物A、B的物质的量按原比例改变，根据外界条件不同

具体有以下两种情况：

（1）恒温恒压：由于恒温恒压时按原比例增大或减少反应物的用量，则与原平衡等效，所以转化率不变，各反应物和生成物物质量与原平衡相比，则等比例变化，各反应物和生成物的体积分数及浓度也保持不变.

（2）恒温恒容：此时可以看作改变压强去处理.依压强对平衡移动方向决定转化率变化，具体可理解为：按原比例增大反应物，平衡则正向移动，考虑反应物转化率时按加压去分析;按原比例减少反应物，平衡逆向移动，考虑转化率时按减压去分析.

即：恒温叵容下反应：aA（g） +bB（g） =cC（g）+dD（g）若反应物A、B的物质的量按原比例同倍数的增加，平衡向正反应方向移动，考虑转化率时，这种情况等效于加压，反应物的转化率与气态物质化学计量数有直接关系.

①当a+b=c+d，则反应物A、B的转化率不变

②当a+b>c+d，则反应物A、B的转化率增大

③当a+b

例5-定温度下，在一定容的密闭容器中充入ImoIN2.3mol H2发生反应：N2 +3H2F=2NH3并达到平衡.若向平衡混合气体中再次充入ImolN2、3mol H2，达到平衡时H2、N2的转化率将：H2____，N2____.（填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”）

解析 以上述规律知：H2、N2按原比例同倍数的增加，平衡向正反应方向移动，其转化率变化按等效于加压处理，因正反应是一个体积减小的反应，所以两者转化率都增大.

3.4 若A和B的量不按原比例加入

处理此类问题时可分析何者增大倍数较大，则相当单独加入了这一物质，按3.2分析即可.

例如：反应N2（g）+3H2 （g）=_2NH3（g）中，原加入量N2lmol H24mol，达平衡后又加入N2lmol H2Imol，分析知：N2增加1倍，H：增加1/4倍，可视为相当只加入了N2，则H2的转化率上升，N2的转化率降低.

例6在相同容积的四个定容密闭容器中，进行2A（g）+B（g）=3C（g）+2D（g）同样的可逆反应，开始时四个容器所盛A、B的量分别为：甲：2 mol A，1 mol B;乙：1 mol A.1 mol B;丙：2 mol A，2 mol B;丁：l mol A，2 mol B.相同温度下建立平衡时，A、B的转化率大小关系正确的是（ ）

A.A的转化率：甲<乙=丙<丁

B.B的转化率：甲>丙>乙>丁

C.A的转化率：甲<丙<乙<丁

D.A的转化率：甲<乙<丙<丁

解析甲乙容器相比，甲相當于在乙中多加入ImoIA，则A的转化率甲<乙，B的转化率甲>乙，甲丙容器相比，甲相当于在丙容器中少加入1molB，则A的转化率甲<丙，B的转化率甲>丙，乙丙容器相比，丙容器相当于乙容器加压，则A的转化率乙>丙，日的转化率乙>丙，乙丁容器相比，丁容器相当于乙容器多加ImoIB，则A的转化率丁>乙，B的转化率丁<乙，丙丁容器相比，丙容器相当于丁容器多加ImoIA，则A的转化率丙<丁，B的转化率丙>丁，因此A的转化率甲<丙<乙<丁，B的转化率甲>乙>丙>丁，所以C正确，答案选C.

巩固练习

1.向定温定容的密闭容器中充入N02，则发生2N02F—N2 04反应并达到平衡，此时N02.的转化率为a%，若再次充入N0：，则N02的转化率将发生（ ）

A.减小 B.增大 C.不变 D.无法确定

2.现有两个完全相同的恒容容器A和B，已知A装有S02和02各19，B中装有S02和02各2g，在相同温度下达到平衡，当A中SO2的转化率为m.%，B中S02的转化率为n%，则A、B两个容器中SO2的转化率的关系正确的是（ ）

A.m%>n%

B.m.%=n%

C.m%

D.无法确定

3.反应x（g）+Y（g）=22（g），△H

A.加催化剂

B.增大Y的浓度

C.增大压强

D.降低温度

4.一定温度下，将amol PCls通入一个容积不变的反应器中，达到如下平衡：

PCls（g）=PCl3（g）+Cl2（g），测得平衡混合气体压强为P1，此时再向反应器中通入amoll PCls，在温度不变的条件下再度达到平衡，测得压强为P1，下列判断正确的是（ ）

A.2P1> P2

B.PCls的转化率增大

C.2P1< P2

D.PC13%（体积含量）减少

参考答案：

1.B（提示：充入N02相当于增大原平衡的压强，N02的转化率增大，所以本题应选B）

2.C（提示：该反应是体积缩小的反应，加压后平衡正向移动，S02的转化率变大.先假定乙的体积是甲的两倍，达到平衡后将乙加压使体积与甲相同，此反应是气体体积减小的反应，缩小体积使乙的压强增大，平衡正向移动.所以，若甲容器中S02的转化率为a%，则乙的S02的转化率将大于甲的，即大于a%<6%.故选C）

3.D（提示：A、加入催化剂，反应速率加快，平衡不移动，y的转化率不变，故A错误;B、加大y的浓度，反应加快，平衡向正反应移动，y的转化率降低，故B错误;C、当压强增大时，反应速率加快，而该反应为反应前后气体的物质的量不变的反应，平衡不移动，所以l，的转化率不变，故C错误;D、因为该反应的正反应为放热反应，降低温度则反应速率降低，化学平衡向着正反应方向移动，Y，的转化率增大，故D正确;）

4.A（提示：PCls（=PC13（g）+Cl2（g）为反应物单一且为气体体积增大的可逆反应.当反应达到平衡后，再向密闭容器中加入反应物PCls，PC13的物质的量增加，由于容器容积不变此时可认为加压，则化学平衡向左移动，当反应达到新的平衡时PCls在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加，但PCls的转化率降低.答案选A）