加入惰性气体对化学平衡的影响VIP免费

加入惰性气体对化学平衡的影响首先应当指出：这里的惰性气体泛指不参与某反应的气体。除了通常所说的氦、氖、氩、氪、氙等惰性气体之外，还要視具体情况而决定。例如：在烷烃的裂化过程中充入水蒸气，合成氨反应中充入甲烷，二氧化硫的催化氧化中充入氮气等都看作惰性气体。在气体反应达到平衡后加入惰性气体，或在反应的原料气中混有惰性气体会不会影响化学平衡。从有些题目的解答中发现答案是错误的。既由于惰性气体不参加反应，所以对化学平衡无影响。这样的回答不够准确，同时也不够完全。因为解答这类型问题时，首先要看容器的体积、容器内的压强、平衡混合物中各组成成分的浓度及分压等条件是否发生改变，然后視具体情况的变化作出回答。下面我们通过计算和平衡移动原理加以讨论。一、通过计算讨论1、温度和容器的体积不变，加入惰性气体后容器内压强增大例如：某温度下，一定量的PCl5气体在101.325kPa下部分分解为PCl3和Cl2，达到平衡时，混合气体的体积为1dm3，PCl5的离解度为50%。若保持容器体积不变通入氮气，使容器内的压强增大到202.650kPa，问此时PCl5的离解度将怎样变化（假定所有气体都为理想气体）？解：设所用PCl5气体物质的量为1mol，PCl5PCl3+Cl2起始物质的量：100变化物质的量：0.50.50.5平衡物质的量：0.50.50.5平衡总物质的量：0.5+0.5+0.5=1.5mol通入氮气容器体积不变，压强增大一倍，则容器内混合气总的物质的量增大一倍。容器内总物质的量为：1.5×2=3mol设：通入氮气后PCl5的离解度为xPCl5PCl3+Cl2起始物质的量：100变化物质的量：xxx平衡物质的量：1-xxx整理得：202.650x2+101.325x–101.325=0解得：x1=-1.0不合题意，舍去x2=0.5即：加入惰性气体后PCl5的离解度为非作歹50%。由此看来，在温度和容器体积不变的条件下加入惰性气体，无论对反应体积缩小，还是体积增大，还是体积不变的任何气体反应的化学平衡体系来说，平衡都不发生移动。2、温度和容器内压强不变，加入惰性气体后容器的体积增大例如：反应N2O42NO2在60℃时Kp=1.34×105Pa，试求在60℃及总压1.01×105的条件下：（1）纯N2O4气体的离解度，（2）在1molN2O4与2mol惰性气体的混合气体中N2O4的离解度。解：（1）设：纯N2O4的离解度为x，所用N2O4物质的量为1mol,N2O42NO2起始物质的量：10变化物质的量：x2x平衡物质的量：1-x2x平衡混合物总的物质的量：(1+x)mol,整理得：5.33x2=1.33解得：x=±0.5即：纯N2O4的离解度为50%（2）设：在1molN2O4和2mol惰性气体的混合气体中N2O4的离解度为xN2O42NO2起始物质的量：10变化物质的量：x2x平衡物质的量：1-x2x平衡混合物中总的物质的量：(1+x)mol加入惰性气体后容器中混合物总的物质的量为：(1+x)+2=(3+x)mol,整理得：5.33x2+2.66x-3.99=0解得：x1=-1.15不合题意，舍去x2=0.651即：加入惰性气体后N2O4的离解度为65.1%。至此，在温度和容器内压强不变的条件下加入惰性气体：对于反应后体积增大的反应来说，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率升高。对于反应后体积缩小的反应来说，平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率降低。对于反应前后体积无变化的反应来说，平衡不移动。二、利用平衡移动原理讨论1、温度和容器的体积不变，加入惰性气体后容器内的压强增大。反应达平衡后加入惰性气体，由于容器的体积不变，对平衡混合物中的各组成成分（除惰性气体）来说，其浓度和分压均未发生改变。根据平衡移动原理，改编了压强，但平衡混合物的分压没有改变。也就是说，加入惰性气体，无法减弱压强的增大。所以无论对反应后体积增大或减小，还是体积无变化的任何气体反应来说，当温度和反应容器的体积不变时，加入惰性气体对化学平衡都无影响。即化学平衡不发生移动。反应物的转化率不变。2、温度和容器内压强不变，加入惰性气体后容器内气体体积增大反应达平衡后加入惰性气体，由于容器内压强不变，容器内的气体体积增大，则平衡混合物中各组成成分（除惰性气体）的分压之和减小。根据平衡移动原理，压强减小，平衡将向着压强增大的方向移动（压强增大即减弱了压强的减小）。如何使体系的压强增大呢？如果体系内的分子数目增加则压强增大。即平衡向着气体分...