化学平衡名词解释
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化学平衡名词解释
化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中,化学反应的正、逆反应速率相等,反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。
可用ΔrGm=ΣνΑμΑ=0判断,μA是反应中A物质的化学势。
根据勒夏特列原理,如一个已达平衡的系统被改变,该系统会随之改变来抗衡该改变。
化学平衡是—种动态平衡。
一般用可逆反应中正反应速率和逆反应速率的变化表示化学平衡的建立过程。
化学平衡的本质:正反应速率等于逆反应速率。
概念
基本含义
化学平衡的建立是以可逆反应为前提的。
可逆反应是指在同一条件下既能正向进行又能逆向进行的反应。
绝大多数化学反应都具有可逆性,都可在不同程度上达到平衡。
化学平衡则是指在宏观条件一定的可逆反应中,化学反应正、逆反应速率相等,反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。
可用ΔrGm=ΣνΑμΑ=0判断,μA是反应中A物质的化学势。
根据吉布斯自由能判据,当ΔrGm=0时,反应达最大限度,处于平衡状态。
根据勒夏特列原理,如一个已达平衡的系统被改变,该系统会随之改变来抗衡该改变。
通常说的四大化学平衡为氧化还原平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、酸碱平衡。
化学平衡在分析化学中有着极为重要的应用。
平衡常数
化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也不管反应物起始浓度大小,最后都达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数,用K表示,这个常数叫化学平衡常数。
反应a A(g)+b B(g) = c C(g)+d D(g),K=(C c×D d)/(A a×B b) 平衡移动
在化学反应条件下,因反应条件的改变,使可逆反应从一种平衡状态转变为另一种平衡状态的过程,叫化学平衡的移动。
化学平衡发生移动的根本原因是正逆反应速率不相等,而平衡移动的结果是可逆反应到达了一个新的平衡状态,此时正逆反应速率重新相等(与原来的速率可能相等也可能不相等)。
使化学平衡移动的因素主要有浓度、温度、压强等。
平衡过程
1、动力学角度
从动力学角度看,反应开始时,反应物浓度较大,产物浓度较小,所以正反应速率大于逆反应速率。
随着反应的进行,反应物浓度不断减小,产物浓度不断增大,所以正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大。
当正、逆反应速率相等时,系统中各物质的浓度不再发生变化,反应就达到了平衡。
此时系统处于动态平衡状态,并不是说反应进行到此就完全停止.
2、微观角度
从微观角度讲则是因为在可逆反应中,反应物分子中的化学键断裂速率与生成物化学键的断裂速率相等所造成的平衡现象。
等效平衡
定义
同一可逆反应,一定条件下,当改变起始时反应物或生成物物质的量或物质的量浓度,达到平衡时,混合物中各组分的百分组成相等,这样的平衡称等效平衡。
产生原因:平衡,只与温度、压强和浓度有关,与加料顺序无关。
根据气体状态方程,pV=nRT,可以发现:如果保持温度不变,恒容体系,只要“一边倒”之后,各组分n相同,压强也相同,平衡状态也相同。
如果保持温度不变,恒压体系,只要“一边倒”之后,各组分n成同一比例,浓度也相同,那么平衡状态也相同。
规律与判断
1、一般可逆反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时,则建立等效平衡。
如反应
在(A)(B)条件时建立等效平衡
(A)起始时加入:2mol SO2 + 1mol O2
(B)起始时加入:2mol SO3
注意:此情况下,无论反应物还是生成物,起始时物质的量一定要与化学计量数比相同。
2、一般可逆反应,恒温恒压时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,即建立等效平衡。
如反应
在(C)(D)时建立等效平衡
(C)起始时加入:1mol SO2 + 1mol O2
(D)起始时加入:2mol SO2 + 2mol O2
(3)对于反应前后体积不变的气体反应,恒温恒容时,当起始反应物或者生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,建立等效平衡。
如反应
在(E)(F)时建立等效平衡
(E)起始时加入:1mol H2 + 2mol I2 (F)起始时加入:2mol H2 + 4mol I2。