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平均分子量随平衡移动的变化


平均分子量随平衡移动的变化



平衡体系中平均摩尔质量可用M=m总/n平进行计算 ， 式中m总为平衡时气体的总质量n平为平衡时气体的总物质的量 ， 但是 ， 当条件改变引起平衡发生移动时 ， 由于m总和n平因物质状态的不同均可能发生变化 ， 因此 ， 其平均摩尔质量M也将可能发生变化 。 下面我们将平衡移动后M随物质状态的变化规律归纳如下：

一、反应中各物质均为气态
1.平衡向体积减小方向移动
设在反应N2+2H2=2NH3中 ， N2和H2的物质的量各为1mol和3mol ， 其平均摩尔质量为：
M＝(1×28+3×2)÷(1+3)
＝8.5(g/mol)
当加压时 ， 平衡向正反应方向移动 ， 设有10%的N2转化为HN3 ， 则平衡时各组分的物质的量是：n(N2)=0.9mol n(H2)=2.7mol ， n(NH3)=0.2mol ， 此时：
M＝(0.9×28+2.7×2+0.2×17) ÷
( 0.9+2.7+0.2)＝34÷3.8
＝8.95（g/mol）
可见 ， 改变条件使平衡向体积减小的方向移动时 ， m总不变 ， n平减小 ， 故M增大 。
2.平衡向体积增大的方向移动
【平均分子量随平衡移动的变化】设在反应2NH3=N2+3H2中有2molNH3 ， 其分子量为17 。 若NH3的转化率为10% ， 则n(NH3)=1.8mol n(N2)=0.1mol ， n(H2)=0.3mol 。
M＝(1.8×17+0.1×28+0.3×2)÷
(1.8+0.1+0.30)=(30.6+2.8+0.6)
÷2.2=34÷2.2=15.45（g/mol）
即改变条件使平衡向体积增大的方向移动时 ， m总不变 ， n平增大 ， 故M减小 。
3.分子数相等的反应 ， 改变条件平衡不移动
如反应：2HI=H2+I2（气）
方程式两端气体分子数相同 ， 不论怎样改变条件（温度、压强等） ， m总和n平均未发生变化 ， 故M不会改变 。
二、反应中既有固体（或液体） ， 也有气体
1.方程式一端有气体、固体物质 ， 另一端为气体物质 。 如反应：
2NH3+CO2=CO(NH2)2(固)+H2O(气)
反应中若增大压强 ， 平衡向正反应方向移动 ， 若有2molNH3和1molCO2（质量共2×17+1×44＝78 g） ， 物质的量为2mol+1mol＝3mol ， 气体物质的物质的量减少了2/3 ， 质量减小了60/78 ， 大于2/3 ， 质量减小的倍数大于气体物质的量减少的倍数 ， 其M减小 。 故这类题需进行简单计算后比较气体质量与物质的量变化的倍数 ， 从而确定M的变化 。 一般平衡向生成固体的方向移动 ， 气体物质的M减小 。
2.固体反应物完全分解为气体的反应
如反应：
NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O
完全分解 ， 其平均摩尔质量为：
M=(1×17+1×44+1×18)÷(1+1+1)
=79÷3=1/3M(NH4HCO3)
=26.3（g/mol）
即固体物质完全分解为气体的反应 ， 其平均摩尔质量的数值为1mol固体反应物质量除以这1mol固体反应物分解所得气体的物质的量 。

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