化学平衡转化率

化学平衡常数及转化率的计算

一、化学平衡常数的计算

1.平衡常数的定义

对于反应总体方程式：aA+bB⇌cC+dD

平衡常数（K）的定义为：

K=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b

其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。

需要注意的是，平衡常数只与温度有关，与浓度无关。它表征了反应体系在平衡状态下反应物和生成物的浓度之间的比例关系。

2.平衡常数的计算方法

对于已知的反应总体方程式和已知浓度，可以通过以下方法计算平衡常数：

方法一：代入已知浓度直接计算

根据反应总体方程式，将已知浓度代入化学平衡常数的定义式中，就可以得到平衡常数的数值。

例如，对于反应总体方程式：2NO2(g)⇌N2O4(g)

当反应物NO2和生成物N2O4的浓度已知时，可以将它们的浓度代入平衡常数的定义式中计算平衡常数的数值。

方法二：根据摩尔浓度计算 如果已知反应物和生成物的摩尔浓度，可以将摩尔浓度代入平衡常数的定义式中计算平衡常数的数值。

例如，对于反应总体方程式：2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g)

当反应物H2和O2的摩尔浓度已知时，可以将它们的摩尔浓度代入平衡常数的定义式中计算平衡常数的数值。

需要注意的是，在计算平衡常数时需要保证浓度或摩尔浓度的单位一致，以确保计算的准确性。

转化率是指反应物转化成产物的比例或程度，通常用百分比表示。

转化率的计算方法取决于反应物和产物的类型以及实验条件。下面以摩尔转化率和体积转化率为例介绍其计算方法。

1.摩尔转化率

摩尔转化率（X_mol）表示反应物转化成产物的摩尔数与反应物的初始摩尔数之比。

X_mol = (n_0 - n_t) / n_0 * 100%

其中，n_0表示反应物的初始摩尔数，n_t表示反应结束时反应物的剩余摩尔数。

例如，对于反应总体方程式：A⇌B+C

当反应物A的初始摩尔数已知，并在反应结束时测得反应物A的剩余摩尔数，可以计算摩尔转化率。

化学平衡移动中反应物转化率的变化

转化率指指定反应物起始浓度减去指定反应物平衡浓度之差除以指定反应物起始浓度再乘以百分之百。转化率小于百分之百。

化学平衡移动中反应物又是怎样的？（下列所列情况只改变一个反应条件）

1.温度变化：若温度变化导致平衡正向移动，则反应物转化率增大；若温度变化导致平衡逆向移动，则反应物转化率降低。

2.压强变化：若压强变化导致平衡正向移动，则反应物转化率增大；若压强变化导致平衡逆向移动，则反应物转化率降低。

3.催化剂：不引起平衡移动，转化率不变。

4.浓度变化：

①多个反应物的反应，增加一种反应物浓度，平衡正向移动，其它反应物转化率提高，增加浓度的反应物转化率降低。

②只有一种反应物的反应，增加反应物浓度，平衡正向移动。转化率变化要视具体反应而定。如碘化氢分解生成碘蒸气反应，增加Hl浓度其转化率不变；二氧化氮生成四氧化二氮反应，增大NO2浓度其转化率增大；四氧化二氮生成二氧化氮反应，增大N2O4浓度其转化率降低。

③多个反应物的反应达平衡后按初始加入量成倍加入，则转化率随反应中气体物计量数而定。

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化学平衡中转化率的问题

作者：张兴文

来源：《新课程·中学》2014年第07期

当一个化学反应达到平衡后，改变外界条件（温度、浓度、压强）会对各反应物的转化率造成什么影响呢？

一、温度

如，在某温度下，将SO2和O2充入体积不变密闭容器中反应达到平衡。

2SO2+O2？葑2SO3（正反应放热）升高温度，再次达到平衡时，SO2和O2的转化率如何？

解：该反应正反应方向为放热，根据勒夏特列原理，升温平衡逆向移动，所以SO2与O2的转化率都增大。反之，若降温，SO2和O2的转化率都减小。

二、压强（仅指改变容器体积造成压强的改变）

如，在一定温度下，将SO2和O2充入密闭容器中反应达平衡。

2SO2+O2？葑2SO3，若增大压强，SO2与O2的转化率如何？

解：该反应为气体体积减小的反应。根据勒夏特列原理，增大压强，平衡正向移动。所以SO2与O2的转化率都增大。反之，若减小压强，SO2与O2的转化率都减小。

三、浓度

1.当反应物只有一种，在等温、等压条件下，增大反应物浓度。那么，反应物浓度如何变化？

（1）如：2NO2（g）？葑N2O4（g），平衡后，再投入NO2，再次平衡时，NO2的转化率如何？

解：将新增加NO2放入一个合适体积的容器中与上次平衡达到等效平衡。

再次将两个容器合二为一，根据勒夏特列原理：加压平衡正向移动，NO2的转化率增大。 龙源期刊网

（2）如：PCl5（g）？葑PCl3（g）+Cl2（g）达到平衡后，通入PCl5（g）再次达到平衡后，PCl5（g）的转化率如何？

解：将新增加PCl5（g）放入一个合适体积的容器中与上次平衡达到等效平衡，再将两个容器合二为一，根据勒夏特列原理加压平衡逆向移动，PCl5（g）的转化率低。

1 化学平衡中转化率变化的判断技巧

化学平衡移动的内容抽象、思维能力要求高，而判断转化率的变化对学生

来说又是一个难点，他们往往把握不准而丢分。学生在解答化学平衡中转化率

的变化得分率底，还有另一个原因是题目给的条件分析不透彻。因此，要在课

堂上让学生理解转化率的变化，关键要引导学生在审题过程中进行4个关注：

一要关注容器是否可变，

二要关注化学反应是否可逆，

三要关注各物质的状态是否都为气体，

四要关注反应两边气体体积是否相等。

一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化

对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，若增大某一反应物浓度可使另一反应物转化率增大，而自身转化率下降，

1、增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大，自身转化率下降；

2、若容器体积不变，使其它反应物的浓度减小，则自身的转化率也下降。

3、若容器体积不变，对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，达到平衡后，

按原比例同倍数的增加反应物A和B的量

若a+b

若a+b>c+d，A、B的转化率均增大

若a+b=c+d，A、B的转化率均不变

由此可反映出反应物转化率的变化可能是化学平衡向正向移动的结果，也可能是化学平衡向逆向移动的结果。

二、增大分解反应的反应物浓度判断转化率变化

在上一难题解决之后，学生又遇到新的问题，增大分解反应的反应物浓度，转化率又该怎么判断？

举例ΔV 反应物的转化率

（1）2NO2（g）N2O4（g）ΔV<0 增大

（2）PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）ΔV>0 减小

（3）2HI（g）H2（g）+I2（g）ΔV=0 不变

恒温恒容的容器，当增大某物质的量时，可将浓度问题转换为压强问题，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，最后再判断转化率变化。模型：