谈谈平衡转化率.doc

PAGE PAGE 6 谈谈平衡转化率 定义公式： ? 某个指定反应物的转化率＝ ×100%指定反应物的起始浓度－ ×100% 指定反应物的起始浓度 【高中化学选修4 P29下】 【人民教育出版社 高等学校试用教材 无机化学 1978.1版 P126 下 与上同】 ? 反应物A的转化率＝ 已发生反应的反应物A的物质的量（摩尔） 起始时反应物A的物质的量（摩尔） 【湖北辞书出版社 简明化学辞典 1987.7版 P725】 ×100%平衡转化率＝? ×100% 平衡转化率＝ 某种原料的投料量 【人民教育出版社 物理化学 复旦大学编 1977.3版 P196】 基于以上公式，我们应该认为：转化率只是对反应物有意义；平衡转化率是可逆反应在一定条件下能够达到的最大转化率；如果该反应物为固体或者纯液体，应该使用?式；如果是气体，对于恒容反应，通常习惯使用?式；对于恒压反应，应该使用?式。如果是溶液中的溶质，通常习惯使用?式。换句话说，就是?式是通用的，?式是常用的【但是要注意适用条件】。 下面各题中均用α(A)表示反应物A的平衡转化率。 同一反应中的不同反应物转化率之间的关系 例一：在某温度下，向某容器中投入A、B，发生可逆反应A＋B AUTOTEXT = 2C，达到平衡时，容器中有：1molA，2molB，3molC。求A、B的转化率之比。 分析：起始时，容器中只有A、B，没有C，所以3molC都是反应生成的，根据方程式可以知道，生成3molC时，需要消耗1.5molA和1.5molB，这样一来，A、B的起始量分别是2.5mol和3.5mol，根据上面的?式，可以求出： α(A)＝1.5÷2.5＝3/5 α(B)＝1.5÷3.5＝3/7 所以：α(A)∶α(B)＝7∶5 注意：A、B的起始量之比是2.5mol∶3.5mol＝5∶7， 而A、B的转化率之比 α(A)∶α(B)＝7∶5 这是巧合吗？仔细分析一下，不是巧合。因为方程式中A、B的化学计量数（系数）之比是1∶1，也就是说，反应中消耗的A、B的物质的量之比是1∶1，对于它们来说，转化率计算公式中的分子就是相同的，这样一来，当然转化率之比等于它们起始物质的量（转化率计算公式中的分母）的反比。 结论1：当反应物在化学方程式中的化学计量数相同时，它们的平衡转化率与它们的起始物质的量（或者浓度）成反比。 例二：一定条件下，N2＋3H2 AUTOTEXT = 2NH3 达到平衡时，有45%的氢气转化成了氨气，如果氮气的转化率是15%，则起始时，氮气与氢气的物质的量之比为 。 分析：我们假设氢气的起始量为100mol，那么有45mol氢气变成了氨气，同时消耗的氮气就是15mol，这样一来，氮气的起始量就应该是15mol÷15%＝100mol。所以，起始时，氮气与氢气的物质的量之比为1∶1 。 结论2：当反应物的起始物质的量（或者浓度）相同时，它们的平衡转化率与它们在化学方程式中的化学计量数成正比。 结论3：把上述两条结合起来：在同一个反应中，不同反应物的平衡转化率，与它们的系数成正比，与它们的起始量成反比。 【注意，如果只知道反应物的起始配比，只能够求出它们的转化率之比，不能够求出具体的数据。】 一定条件下，分别从正反应开始和从逆反应开始建立等效平衡状态时，正向转化率与逆向转化率的关系。 例三：当温度和反应器的容积一定时，如果向其中加入1mol氮气、3mol氢气，反应达到平衡时，氮气、氢气的转化率为α1【由上可知，它们的转化率相等。】；如果向其中加入2mol氨气，反应达到平衡时，氨气的转化率为α2；试推断α1和α2的关系。 正向： N 正向： N2 ＋ 3H2 AUTOTEXT = 2NH3 n始： 1 3 0 Δn： a 3a 2a n平： 1－a 3－3a 2a α1＝α(N2)＝α(H2)＝a 逆向： N2 ＋ 3H2 AUTOTEXT = 2NH3 n始： 0 0 2 Δn： 1－a 3－3a 2－2a n平： 1－a 3－3a 2a α2＝α(NH3)＝(2－2a)/2＝1－a 可以看出: α1＋α2＝1 【即100%】 结论4：一定条件下，分别从正反应开始和从逆反应开始建立等效平衡状态时，正向转化率＋逆向转化率＝100% 。 例四：当温度和反应器的容积一定时，如果向其中加入2mol氮气、3mol氢气，反应达到平衡时，氮气、氢气的转化率为α1、α2【由上可知，它们的转化率不