一个高三化学问题(平衡问题)

对于这个可逆反应2CO+4H2=CH3CH2OH+H2O
简化为2A+4B=C+D,如果反应达到平衡,保持体积和温度不变,再次充入一定量的A,A的物质的量分数一定增大吗?老师告诉我增大,她说A的转化率减小。我知道A的转化率肯定减小,但是我觉得转化率和物质的量分数没有直接的联系。就比如说达到平衡后对该体系加压,A的物质的量分数不一定就减小,虽然反应正向进行。这个问题很棘手,对于体系加压我能举出反例证明A的物质的量分数不一定减小,但是对于开始提出的那个问题我觉得无从下手。请问A的物质的量分数如何变化?
好像这个问题不好回答,因为我的推断中B转化了YN/M,如果A无限多,那么B也转化无限多,这是不可能的。这就好像将0.001mol/L的HCL稀释10000倍,最终的PH只能接近7,而不能大于7.对于这个反应I2+H2=2HI,反应达到平衡,保持体积温度不变,冲入一定量的碘蒸气,碘的转化率降低,体积分数增大吗?那么是否可以说,一种物质的转化率减小,体积分数就增大??转化率和体积分数真的就是负相关吗?

首先你的补充部分数学逻辑有问题,自己看看应该不难发现。(M+X-Y)/(W+X-Y)和M/W是不等的,不知道是否符合你的思路。
不知道你有没有学到平衡常数,体系的温度不变,平衡常数也不变,从这个角度解决问题最直接。
几点意见,希望对你有帮助,如果我表达不清楚就当没看见吧:
第一,做题时不要靠感觉,“我感觉怎么怎么样”是最靠不住的。比如说你一开始说的“就比如说达到平衡后对该体系加压,A的物质的量分数不一定就减小”,其实这个地方你要再考虑下。
第二,平时的时候要多培养一些“感觉”(或者说文字描述),化学毕竟不是数学,不是靠公式就能解决所有问题,对每一个公式,你都要明白它的含义,对与任何公式推导的结果,你可以感性的去解释它,比如说你那个“P+Q-N”,假设推到结果没错的话,你需要知道这项到底代表什么,为什么它的正负可以决定转化率的变化趋势。这样可以提高你做题的信心以及"化学素养"(有点装)。
下面是从平衡移动的角度“感性”解题,首先我假设你这是个等压体系吧,前提是B相对于A的量越多,A的转化率越大,不知道这个前提你是否能够接受。让反应逆向进行完全,此时AB有一定比例,加入A的同时加入与上述比例相同的B,A的转化率是不变的,只加入A相当于少加了B,A的转化率减少。
再次建议用平衡常数解题。追问

我明白 ,我并未说他们相等,而是M/W<(M+X-Y)/(W+X-Y), 而对于最后推得的A的物质的量分数,在后者的分母上还加了yp/m+yq/m-yn/m,因此如果这个式子是负数,那么分母就更小,因此物质的量分数就越大。难道这个不对吗?我觉得平衡这块内容有时候随便说说可以,可是我想定量分析,定性分析觉得不准确。

追答

定量的话,用平衡常数计算。理论上可以求解平衡时任一组分的含量

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第1个回答  2011-10-10
我觉得没那么复杂哦,其实可以这样假设啊,原来这个平衡体系在第一个容器里面,现在我在这个容器的旁边加上一个容器充入A且保持两边的压强一样,然后把它们两个容器之间的隔板去掉,这时的压强虽然没变但是体积变了,于是我们把他压回去,这个过程就是在加压,所以首先得到平衡正向移动。
再说A的物质的量变化,其实这个东西很好想通的,没必要那么麻烦,看嘛,假设是N摩尔A与M摩尔B反应达到平衡嘛,现在我给它充入的一定量的A恰好是N摩尔,混合均匀后可以近似的看成是每N摩尔A与0.5M摩尔B在反应,即使产物多了,但实际上A的转化率是降低,开始比较,假设我一直无限的给它加一定量的A,加到氢气量的几千倍几万倍,让氢气几乎完全转化,反应基本不再进行这个时候我依然不停的充入A气体,A不再反应,但量依然增加,增加到无限多的时候,他的物质的量分数几乎等于1,肯定比原来大,是不是一直在增加喃?
第2个回答  2011-10-12
增大
不妨设平衡时的浓度分别为a、b、c、d,初始状态(投料)浓度为a0、b0、c0、d0(不妨设a0>a)。再次加入A后的瞬间(平衡尚未移动)时A的浓度为a+m,从加入A到再次平衡时浓度改变量为2x、4x、x、x(即再次平衡浓度为a+m-2x、b-4x、c+x、d+x)。
你既然明白A的转化率减小,也就是说(a0-a)/a0>(a0-a+2x)/(a0+m)。由于(a0-a)/a0<(a0-a+m)/(a0+m),所以(a0-a+2x)/(a0+m)<(a0-a+m)/(a0+m),即2x<m
再看物质的量分数。原平衡时A的分数为a/(a+b+c+d),再次平衡时为(a+m-2x)/(a+m-2x+b-4x+c+x+d+x)=[a+(m-2x)]/[a+b+c+d-2x+(m-2x)]>a/(a+b+c+d-2x)>a/(a+b+c+d)

你的推论没问题本回答被提问者采纳
第3个回答  2011-10-09
其实可以告诉你一个很简便的方法 做这种题 只需理解减弱不等于抵消就行了
我的想法很简单 首先一个平衡体,你向这个体系中改变了某一性能 就该题而言 增加了A的量 平衡就会向减少A的量那面移动 (也就是向正方向移动) 但是只能减少增加的A的量 但是不能抵消增加的那一点量 也就是说 到新的平衡时 体系中增加的A的量不为零 而且是大于零 再简而言之 就是到新平衡时 A的量还是增加了
所以我觉得答案是:体系中A、C、D的量都增加了 只有B的量才减少了
第4个回答  2011-10-10
恩,平衡问题确实是一个比较考人的题,先要明白,加入A就是增加了A的物质的量,二是在可逆平衡反应中,加入的物质不会100%完全反应完,不然也不会是可逆反应了,这就导致A必定会有更多的剩余。我想从这两个方面去想,就会想明白一点了吧。

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