化学平衡
化学平衡相关定义
可逆反应的定义
化学平衡是针对可逆反应说的,不可逆反应不讨论化学平衡.
在 同一条件下 既可以正反应方向进行,同时又可向逆反应方向进行的化学反应称作 可逆反应.可逆反应应该用 连接.
可逆反应的判定
必须是 相同条件下,正逆反应同时进行的反应才叫可逆反应.下面是一个反例:
这个反应并不是可逆反应,因为正反应和逆反应进行条件不同.
转化率的定义
可逆反应中,
可逆反应中任何一个组分的转化率都小于 ,如 中,向密闭容器通入 和 ,经过足够长时间后容器内仍剩余 和 ,也有反应生成的 .
化学平衡状态的定义
一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等时的状 态称作 化学平衡状态.
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化学平衡状态
可逆反应
- 概念:在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应;
- 符号:化学方程式中用“”表示。
- 特征:
- 双向性:分为方向相反的两个反应——正反应和逆反应;
- 双同性:在同一条件下,正、逆反应同时进行;
- 共存性:反应物的转化率小于 ,反应物与生成物共存。
化学平衡状态
-
概念:在一定条件下的可逆反应中,当正、逆两个方向的反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定时,这个状态叫化学平衡状态。
-
建立:
- 反应开始时:反应物的浓度最大, 最大,生成物的浓度为 , 为 ;
- 反应进行时:反应物的浓度逐渐减小 逐渐减小;生成物的浓度由 逐渐增大 从 逐渐增大;
- 达到平衡时:,反应混合物中各组分的你攻读保持不变。
-
判断方法:
可逆反应达到化学平衡状态由两个主要特征:
- 正逆反应速率相等,即 ;
- 变量不变,即达平衡,即某个平衡前变化的物理量(例如浓度、压强等)保持不变后,达到化学平衡。注意:原来不变的量不变不能说明达到化学平衡,例如气体体积前后不变时,不能说明气体体积不变时达到平衡的依据。
以反应 为例:
【混合物体系中各成分的含量】
- 当各物质的物质的量或物质的量分数一定时,达到平衡;
- 当各物质的质量或质量分数一定时,达到平衡;
- 当各气体的体积或体积分数一定时,达到平衡;
- 总体积、总压强、总物质的量一定时,不一定达到平衡。
【正、逆反应速率的关系】
- 在单位时间内消耗了 ,同时生成了 ,达到平衡;
- 在单位时间内消耗了 ,同时生成了 ,达到平衡;
- ,不一定达到平衡(没有强调是 还是 );
- 在单位时间内生成了 ,同时消耗了 ,不一定达到平衡;
- 单位时间内,同一物质断裂的化学键数与生成的化学键数相等时,达到平衡;
【压强】
- 恒温恒容且 ,当总压强一定时,达到平衡;
- 恒温恒容且 ,当总压强一定时,不一定达到平衡。
【混合气体的平均相对分子质量()】注意不考虑固体。
- 一定,且 时,达到平衡;
- 一定,且 时,不一定达到平衡。
【温度】在绝热体系中,当体系温度一定时,达到平衡。
【体系的密度】恒温恒容条件下,当密度一定时,不一定达到平衡。(因为 ,纯气体反应体系中,总质量和体积都不变,所以密度无论是否达到平衡都始终不变)注意:只适用于纯气体反应体系,有液体/固体参与的反应不符合该规律。
【颜色】含有有色物质的体系,当颜色不再变化时,达到平衡。