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平衡正向移動,反應物轉化率一定變大嗎?

2022-05-30 10:48:04尹傳輝李康陳誠
求學·理科版 2022年10期

尹傳輝 李康 陳誠

化學反應平衡是高考考查的重點。在關于平衡移動和平衡轉化率的變化關系的日常教學中,我們發現很多同學容易犯想當然的錯誤,認為化學平衡正向移動,反應物轉化率一定變大。那么事實是否如此呢?

對此,我們需要分情況進行考慮。對于由壓強和溫度引起的平衡正向移動,由于反應物的初始量不變而轉化量變大,因此平衡正向移動,反應物平衡轉化率變大。但是對于反應物濃度增加而引起的平衡正向移動,反應物平衡轉化率的變化情況則比較復雜。對于后一種情況,我們以高考中常考的兩種題型來加以討論。

只增加一種反應物濃度

如果一個化學反應中反應物有兩種或兩種以上時,只增加一種反應物濃度,則平衡正向移動,可以提高另一種反應物平衡轉化率,但被增加的這種反應物,其平衡轉化率反而下降。為什么會出現這種情況呢?下面以恒溫恒容的密閉容器中二氧化硫和氧氣反應為例。

始態1:c0(SO2)=a mol/L,c0(O2)=b mol/L,反應一段時間達到平衡,記作“平衡態1”,此時,SO2和O2的平衡轉化率分別為α(SO2)和α(O2)。

2SO2(g)? +? O2(g) 2SO3(g)

始態1:? ? c0(SO2)? ? ? ? ? ? c0(O2)? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0

平衡態1:? ? ?[SO2]? ? ? ? ? ?[O2]? ? ? ? ?[SO3]

始態2:? ? 2c0(SO2)? ? ? ? ? c0(O2)? ? ? ? ? ? ? ? ?0

向另一個相同的容器通入2c0(SO2)和c0(O2),反應一段時間后達到平衡狀態,記作“平衡態2”。和“平衡態1”相比,“平衡態2”肯定正向移動。對O2而言,由于初始量不變,轉化量增大,因此α(O2)變大。對SO2而言,初始量增多,轉化量也變大,那么SO2的平衡轉化率會如何變化呢?此時,我們用分割的思想來加以研究:

我們把SO2分為兩等份分別加入容器中,第一份a mol/L 的SO2的轉化率就是“平衡態1”中SO2的平衡轉化率。……

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