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改變一種物質的濃度,平衡向能減弱這種改變的方向移動。改變一個條件,平衡移動的方向可用勒夏特列原理判斷,若同時改變反應物與生成物的濃度,改變兩個或兩個以上物質的濃度(即改變兩個或多個條件),平衡移動的方向怎樣判斷呢?

同學們學過克拉伯龍方程PV=nRT,變形為.從變形公式中,同學們可以明白,壓強與濃度成正比的,也就是說濃度等效為組分的分壓強。如果同等程度的改變反應物與生成物的濃度,可以相當於改變了容器的體積,等效於改變了壓強。改變濃度對化學平衡移動方向的判斷,等效於壓強對平衡移動方向判斷。同等倍數地增大反應體系各物質的濃度,等效於增大壓強,平衡向氣體的體減小的方向進行;同等倍數地減少體系內各物質的濃度,平衡向氣體的體積增大的方向移動。

三種情下,改變濃度等效於改變壓強。對於可逆反應aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),反應處於平衡狀態時(1)按相同的倍數增大A、B、C、D的濃度(2)投入反應物的物質的量的比,等於初始投料的物質的量之比。注意n(A)/n(B)不一定等於方程式的計量係數比(a/b)(3)投入生成物的物質的量(一邊倒)轉化為初始投料時,等於初始投料的是物質的量之比。

例:某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molX和2molY發生反應:X(g)+2Y(g)=mZ(g),平衡時,X、Y、Z的體積分數分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入5molZ(g),再次達到平衡後,X、Y、Z的體積分數不變。下列敘述不正確的是

A、兩次平衡的平衡常數相同

B、m=3

C、X、Y的平衡轉化率之比為1:2

D、第二次平衡時,Z的濃度為0.4mol/L

解:平衡常數只與溫度有關,溫度不變,平衡常數不變。A正確。

在此平衡體系中加入5molZ(g)時,相當於增大了體系的壓強,壓強增大。由於X、Y、Z的體積分數不變,說明平衡不移動。只有方程式兩邊的計量數相同時,加壓平衡才不移動,所以m=3,B正確。

加入5molZ(g)後,平衡不移動,Z的物質的量為(1+2+5)mol×10%=0.8mol,濃度為0.8mol/2L=0.4mol/L.D正確。

投料比等於方程式的計量數比時,反應物的轉化率相等。C錯

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