1、1化学平衡移动前后气体体积分数变化的讨论黄明建在化学平衡教学中，有些问题容易让人发晕，明明平衡是逆向移动，而平衡的支撑点却悄然向正向偏移，以致直觉与结论相悖。例如，在一个恒温恒容的密闭容器里，充入 2molSO2 和 1molO2，发生如下反应并建立化学平衡： 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)若向该容器中再充入一定量 SO3 气体，当达到新平衡时，下列相关说法错误的是（A）正、逆反应速率均比原平衡大（B） SO2 的体积分数比原平衡大（C）混合气体的密度比原平衡大（D）混合气体的平均相对分子质量比原平衡大答案：B【分析】依据勒夏特列原理，充入 SO3 气体，会使上述平衡逆向移动，
2、使反应体系中 SO2 增多。这时，容易产生的直觉是SO 2 的体积分数应比原平衡大。遗憾的是，最终的结果却告诉我们，新平衡时 SO2 的体积分数比原平衡小。为什么直觉错了?主要有两个原因：一是对混合气体中某气体的体积分数如何确定没有正确理解；二是将“平衡逆向移动会使 SO2 物质的量浓度增大”的推论错误延伸为“SO 2的体积分数增大”。我们先来了解，混合气体中某组分（A）的体积分数（ A）是如何确定的。2见下面计算关系式：还有一个规律同温同压下气体体积之比等于其物质的量之比（可借助理想气体状态方程 pV = nRT 理解） ，也等于其物质的量浓度之比。其关系式可表示为：VAV 总 nAn 总c
3、 Ac 总接着，我们继续分析上述例题中充入 SO3 气体后，建立新平衡时的 SO2 的体积分数究竟如何变化。设原平衡中各物质的浓度为：c(SO2) = XmolL1 c(O2) = YmolL1 c(SO3) = ZmolL1故该反应在该温度下的平衡常数为：原平衡中 SO2的体积分数为：充入一定量 SO3 气体后，平衡逆向移动，建立新平衡时，使 SO2、O 2 的浓度增大到原来的 m 倍，此时 SO3 的浓度为原来的 n 倍。由于温度不变，所以平衡常数也不变。显然，式中 n m 1新平衡时 SO2的体积分数为：由于 n/m 1，所以，新平衡时 SO2 的体积分数比原平衡小，即：某气体(A)的体积含气体(A)的混合气体的总体积100%A c2(SO3) c2(SO2)c(O2)K Z 2X 2Yc2(SO3) c2(SO2)c(O2)K (nZ) 2(mX) 2mY(Z) 2(X) 2YmXmX+mY+nZ 100%A mXm（X+Y+ n/mZ） XX+Y+（ n/m）ZXX+Y+（ n/m）ZX+Y+ZX A AXX+Y+Z 100%A 3可以认为，在恒温恒容条件下，对于气体体积缩小的可逆反应，上述结论是有实用性的。例如，用上述方法分析合成氨反应，也会得出同样的结论。但要注意：若实际充入气态反应物的物质的量与方程式中各物质的计量数不相同，就要具体问题具体分析。
