专题六压强变化对化学平衡移动及转化率的影响-教师带答案

压强变化对化学平衡移动及转化率的影响

对于任一气体可逆反应来说，不同情况引起的压强变化，对其化学平衡状态及转化率的影响是不同的。

1． 缩小体积而增大压强

对可逆反应 mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)

若m+n ＝p+q ， 平衡不移动， Ａ、Ｂ的转化率均不变。

若m+n ＞p+q ， 平衡向正反应方向移动，Ａ、Ｂ的转化率均增大。

若m+n ＜p+q ， 平衡向逆反应方向移动，Ａ、Ｂ的转化率均减小。

2． 恒温恒容条件下，增加反应物而增大压强

（１）反应物只有一种的可逆反应，如mA(g)

pC(g) +qD(g)或mA(g)

pC(g)，增加反应

物A ，平衡向正反应方向移动，但该反应物Ａ的转化率的变化与气体反应物的化学计量数有关（增加反应物，相当于．．．

缩小体积而增大压强，反应物的转化率的变化按增大压强变化处理。）即： 若m ＝p+q ，平衡向正反应方向移动， Ａ的转化率不变。

若m ＞p+q ，平衡向正反应方向移动， Ａ的转化率增大。

若m ＜p+q ，平衡向正反应方向移动， Ａ的转化率减小。

例1．一真空密闭容器中盛有 1 mol PCl 5，加热到时200℃时发生如下反应：PCl 5(g)

PCl 3(g)+Cl 2(g)，反应达到平衡时，PCl 5的体积分数为M%，若在同一温度和同一容器中，最初投入的是 2 mol PCl 5，反应达到平衡时，PCl 5的体积分数为Ｎ%，则Ｍ和Ｎ的正确关系是（ ）

A.．M ＞N Ｂ．N ＞M Ｃ．M ＝N Ｄ．无法比较

解析：比较两种投入所得的平衡状态，我们构造如下变化过程：

由上图示直接比较第二、三两个平衡，知：压缩使平衡PCl 5(g)

PCl 3(g)+Cl 2(g)向逆反应方向移动，所以PCl 5的体积分数增大，即N ＞M 。正确答案：Ｂ

练习1．一定温度下将 a mol PCl 5通入一个容积不变的反应器中，达到如下平衡：PCl 5(g)

PCl 3(g)+Cl 2(g)，测得平衡混合气体的压强为P 1，此时再向反应器中通入a mol PCl 5，在相同温度下再度达到平衡，测得压强为P 2，则P 1和P 2的关系是（ ）

A ．2P 1＞P 2

B ．2P 1＝P 2

C ．2P 1＜P 2

D ．无法比较

例2．在密闭恒容容器中，充入1 molNO 2，建立如下平衡：2NO 2

N 2O 4.测得NO 2转化率为a%。

压缩 旧平衡 第二个平衡 第三个平衡 新平衡

在其他条件不变时，再充入1 mol NO2，待新平衡建立时，又测得NO2的转化率为b%。试问：a、b值的大小关系，并证明之。

解析：此题按一般方法解之必然认为因增加了反应物NO2的浓度，其转化率将减小，但未考虑NO2的加入，不仅使NO2的浓度增大了，而且体系压强也增大了，两种因素均使平衡右移。转化率是增大还是减小不能确定。现作如下假设：

1V

旧平衡第二个平衡第三个平衡新平衡

由上图示直接比较第二、三两个平衡，知：压缩使平衡2NO2N2O4右移而使转化率b%＞a%, 即b＞a。

练习2．在一定温度恒容容器中的N2O42NO2平衡体系中加入N2O4后，c（NO2）／c(N2O4)变化（）

Ａ．变大Ｂ．变小Ｃ．不变Ｄ．无法比较

练习3．一定温度下在某密闭恒容容器中放入一定量的NO2发生反应2NO2N2O4，达到平衡后，若分别加入A．通入NO2，B．通入N2O4，重新达到平衡后，气体平均分子量怎样变化？

（２）反应物不止一种的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

若：a．增加一种与反应体系中各组分均不反应的无关的气体，即“惰气”。由于平衡体系中各组分浓度不变，平衡不移动，Ａ、Ｂ的转化率不变。

例3．在恒温恒容下，可逆反应N2+3H22NH3达到平衡，向该平衡体系中充入氩气，下列叙述正确的是（）

Ａ．正反应速率增大，逆反应速率减小Ｂ．正反应速率和逆反应速率均不变

Ｃ．N2的转化率增大Ｄ．平衡不发生改变

解析：在恒温恒容下，向该平衡体系中充入氩气，各组分的百分含量不变，正反应速率和逆反应速率均不变，平衡也不发生改变。因此正确答案为Ｂ、Ｄ。

b．只增加一种反应物，平衡向正反应方向移动。Ａ、Ｂ的转化率按浓度变化来处理。增加的该反应物的转化率减小，而另一种反应物的转化率增大。

例如：N2+3H22NH3，一定条件下达平衡后通入N2，再次达平衡时，H2的转化率增大，N2的转化率减小。

c．按原比例同倍数增加反应物A和B的量，平衡向正反应方向移动，但反应物Ａ和B的转化率的变化与气体反应物的化学计量数有关。（增加反应物，相当于缩小体积增大压强，对于反应物的转化率的变化按增大压强变化处理。）即：

若m+n＝p+q，平衡向正反应方向移动，Ａ、Ｂ的转化率均不变。

若m+n＞p+q，平衡向正反应方向移动，Ａ、Ｂ的转化率均增大。

若m+n＜p+q，平衡向正反应方向移动，Ａ、Ｂ的转化率均减小。

例4．将3 mol A和1 mol B充入某体积不变的密闭容器，发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)，达到平衡后再加入1.5 mol A和0.5 mol B，再次达到平衡时，Ａ、Ｂ的转化率将如何改变？

解析：该可逆反应达到平衡后再加入1.5 mol A和0.5 mol B，体积不变的密闭容器的压强增大，但该可逆反应为反应前后气体分子总数不变的气体反应体系，Ａ、Ｂ的转化率不变。

例5．在某固定容积的密闭容器中，以物质的量之比为m︰n充入一定量的Ａ和Ｂ两种气体，建立平衡：mA(g)+nB(g)pC(g)，在温度不变的条件下：

（１）以物质的量之比为m︰n向容器中再充入一定量的Ａ和Ｂ，重新达到平衡时，判断在下列情况下有关物质的变化趋势（在下列空白中填写“增大”、“减小”或“不变”）：

①当m+n＝p时，Ｂ的物质的量分数；

②当m+n＞p时，Ａ的物质的量分数_________；

③当m+n＜p时，Ａ的转化率_________；

（２）向容器中只充入一定量的Ａ物质，则Ａ的转化率________，Ｂ的转化率_______，Ｂ物质的量分数________。

（３）当m+n＜p时，若向该容器中再充入一定量的Ｃ，重新达到平衡时，则Ａ的转化率_________。

解析：本题是在温度不变的条件下，向固定容积的容器中达到平衡的可逆反应再投料，判断平衡的移动及转化率的情况。

（１）按原比例再次投料，平衡向正反应方向移动，达到平衡后，Ａ、Ｂ的转化率及百分含量与化学

计量数有关。恒温恒容情况下，按原比例再次投料，相当于增大压强。①当m+n＝p时，平衡相当于

．．．不移

动，Ｂ的物质的量分数不变。②当m+n＞p时，平衡相当于

．．．向正反应方向移动，Ａ的物质的量分数减小。

③当m+n＜p时，平衡相当于

．．．向逆反应方向移动，Ａ的转化率减小。

（２）向容器中充入参与反应的一种物质的量，本身的转化率减小，另一种反应物的转化率增大。所以向容器中只充入一定量的Ａ物质，则Ａ的转化率减小，Ｂ的转化率增大，Ｂ物质的量分数减小。

（３）向该容器中再充入一定量的Ｃ，等效于按原比例加入一定量的Ａ和Ｂ，当m+n＜p时，平衡相．

当于

．．向逆反应方向移动，Ａ的转化率减小。

例6．某温度下，在固定容积的容器中，可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到达到平衡，此时测得n(A)︰n(B)︰n(C)＝2︰2︰1。若保持保持温度不变，以n(A)︰n(B)︰n(C)＝2︰2︰1的比例向该容器中再充入A、B、C，则下列说法正确的是（）