化學平衡

化學平衡

化學術語
化學平衡是指可逆反應中正、逆反應速度相等,在溫度和壓力不變的情況下,反應物和生成物的濃度不再随時間而改态的狀态。化學平衡是動态平衡,它受溫度、壓力和濃度的影響。[1]根據勒夏特列原理,如一個已達平衡的系統被改變,該系統會随之改變來抗衡該改變。影響化學平衡移動的因素主要有濃度、溫度、壓強等。通常說的四大化學平衡為氧化還原平衡、沉澱溶解平衡、配位平衡、酸堿平衡。關于氣體的化學平衡有這兩種基本模型,即一種是等容裝置,另一種是等壓裝置。
    中文名:化學平衡 外文名:Chemical equilibrium 适用領域: 所屬學科: 表達式:ΔrGm=ΣνΑμΑ=0 适用領域範圍:化學

平衡常數

可逆反應達到化學平衡化學平衡常數,是指在一定溫度下,可逆反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,也不管反應物起始濃度大小,最後都達到平衡,這時各生成物濃度的化學計量數次幂的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次幂的乘積所得的比值是個常數,用K表示,這個常數叫化學平衡常數。

平衡移動

在化學反應條件下,因反應條件的改變,使可逆反應從一種平衡狀态轉變為另一種平衡狀态的過程,叫化學平衡的移動。化學平衡發生移動的根本原因是正逆反應速率不相等,而平衡移動的結果是可逆反應到達了一個新的平衡狀态,此時正逆反應速率重新相等(與原來的速率可能相等也可能不相等)。

影響化學平衡移動的因素主要有濃度、溫度、壓強等。

濃度對化學平衡移動的影響

在其他條件不變時,增大反應物的濃度或減小生成物的濃度,有利于正反應的進行,平衡向右移動;增加生成物的濃度或減小反應物的濃度,有利于逆反應的進行平衡向左移動。單一物質的濃度改變隻是改變正反應或逆反應中一個反應的反應速率而導緻正逆反應速率不相等,而導緻平衡被打破。

壓強對化學平衡移動的影響

對于氣體反應物和氣體生成物分子數不等的可逆反應來說,當其它條件不變時,增大總壓強,平衡向氣體分子數減少即氣體體積縮小的方向移動;減小總壓強,平衡向氣體分子數增加即氣體體積增大的方向移動。若反應前後氣體總分子數(總體積)不變,則改變壓強不會造成平衡的移動。壓強改變通常會同時改變正逆反應速率,對于氣體總體積較大的方向影響較大,例如,正反應參與的氣體為3體積,逆反應參與的氣體為2體積,則增大壓強時正反應速率提高得更多,從而是v正>v逆,即平衡向正反應方向移動;而減小壓強時,則正反應速率減小得更多,平衡向逆反應方向移動。

溫度對化學平衡移動的影響

在其他條件不變時,升高反應溫度,有利于吸熱反應,平衡向吸熱反應方向移動;降低反應溫度,有利于放熱反應,平衡向放熱反應方向移動。與壓強類似,溫度的改變也是同時改變正逆反應速率,升溫總是使正逆反應速率同時提高,降溫總是使正逆反應速率同時下降。對于吸熱反應來說,升溫時正反應速率提高得更多,而造成v正>v逆的結果;降溫時吸熱方向的反應速率下降得也越多。與壓強改變不同的是,每個化學反應都會存在一定的熱效應,所以改變溫度一定會使平衡移動,不會出現不移動的情況。

基本模型

關于氣體的化學平衡有這兩種基本模型,即一種是等容裝置,另一種是等壓裝置。

等效平衡

定義

同一可逆反應,一定條件下,當改變起始時反應物或生成物物質的量或物質的量濃度,達到平衡時,混合物中各組分的百分組成相等,這樣的平衡稱等效平衡。

産生原因

平衡,隻與溫度、壓強和濃度有關,與加料順序無關。根據氣體狀态方程,pV=nRT,可以發現:如果保持溫度不變,恒容體系,隻要“一邊倒”之後,各組分n相同,壓強也相同,平衡狀态也相同。如果保持溫度不變,恒壓體系,隻要“一邊倒”之後,各組分n成同一比例,濃度也相同,那麼平衡狀态也相同。

限度判斷

1.體系中各組分的物質的量的濃度或體積分數、物質的量分數保持不變;

2.全是氣體參加的、前後化學計量數改變的可逆反應,壓強保持不變;

3.全是氣體參加的、前後化學計量數改變的可逆反應,平均相對分子質量保持不變;

4.對于有顔色的物質參加或生成的可逆反應,顔色不随時間發生變化;

5.對同一物質而言,斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。

6.V正=V逆

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