化学平衡 一、可逆反应与化学平衡 (一)可逆反应 在同一条件下,能同时向正、逆两个方向进行的化学反应称可逆反应。绝大多数的化学 反应都是可逆的。例如在高温下,一氧化碳与水蒸汽反应可生成CO2与H2,同时产物C02 与出也可以再转化成反应物一氧化碳和水蒸气。 CO(g)+H:O(g)=CO:(g)+H:(g) 方程式中的“一”称为可逆号。人们通常把从左往右的反应称为正反应,把从右往左 的反应称为逆反应。 只有极少数的化学反应一旦发生,只能朝着一个方向进行到底,反应物全部转变成产 物,我们把这种只能向一个方向进行的单向反应叫做不可逆反应。例如,放射性元素的蜕 变、KCIO3的分解反应等在一定条件下几乎完全进行到底。 (二)化学平衡 对于在一定条件下于密闭容器中进行的可逆反应,如: 2S0g)+0g匹 2S03(g) 当反应刚开始时,S02和02的浓度较大,而S0的浓度为零,因此正反应速率(,正) 较大,而S0分解为S02和O2的逆反应速率(r是)为零:随着反应的进行,反应物S02和 O2的浓度逐渐诚小,v逐渐减小,同时,生成物SO的浓度逐渐增大,v逐渐增大。当反 应进行到一定程度后,"=¥是,此时的反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应达到了 该反应条件下的极限。我们将这种在一定条件下于密闭容器中,当可逆反应的正反应速率和 逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再随时间的改变而改变,该化学反应体系所处 的状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。 化学平衡状态具有以下特征: (1)等:化学平衡的实质是正、逆反应速率相等,即vE=V是,同一物质生成和消耗的 速率相等。不同的物质反应速率不一定相等,各物质反应速率之比等于化学计量系数之比。 (2)动:在可逆反应体系达平衡后,反应并没有停止,正反应和逆反应始终都在以相同 的速率进行者,化学平衡是一种动态平衡。 (3)定:一定条件下,可逆反应体系达到平衡状态,各组分的浓度和数量保持不变,不
化学平衡 一、可逆反应与化学平衡 (一) 可逆反应 在同一条件下,能同时向正、逆两个方向进行的化学反应称可逆反应。绝大多数的化学 反应都是可逆的。例如在高温下,一氧化碳与水蒸汽反应可生成 CO2 与 H2,同时产物 CO2 与 H2 也可以再转化成反应物一氧化碳和水蒸气。 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 方程式中的“ ”称为可逆号。人们通常把从左往右的反应称为正反应,把从右往左 的反应称为逆反应。 只有极少数的化学反应一旦发生,只能朝着一个方向进行到底,反应物全部转变成产 物,我们把这种只能向一个方向进行的单向反应叫做不可逆反应。例如,放射性元素的蜕 变、KClO3的分解反应等在一定条件下几乎完全进行到底。 (二) 化学平衡 对于在一定条件下于密闭容器中进行的可逆反应,如: 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) v逆 v正 当反应刚开始时,SO2 和 O2 的浓度较大,而 SO3 的浓度为零,因此正反应速率(v 正) 较大,而 SO3分解为 SO2和 O2 的逆反应速率(v 逆)为零;随着反应的进行,反应物 SO2 和 O2的浓度逐渐减小,v 正逐渐减小,同时,生成物 SO3 的浓度逐渐增大,v 逆逐渐增大。当反 应进行到一定程度后,v 正=v 逆,此时的反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应达到了 该反应条件下的极限。我们将这种在一定条件下于密闭容器中,当可逆反应的正反应速率和 逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再随时间的改变而改变,该化学反应体系所处 的状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。 化学平衡状态具有以下特征: (1) 等:化学平衡的实质是正、逆反应速率相等,即 v 正=v 逆,同一物质生成和消耗的 速率相等。不同的物质反应速率不一定相等,各物质反应速率之比等于化学计量系数之比。 (2) 动:在可逆反应体系达平衡后,反应并没有停止,正反应和逆反应始终都在以相同 的速率进行着,化学平衡是一种动态平衡。 (3) 定:一定条件下,可逆反应体系达到平衡状态,各组分的浓度和数量保持不变,不
再随时间的改变而改变。 (4)变:化学平衡是相对的,有条件的,化学平衡只能在一定的外界条件(浓度、温 度和压强)下才能保持,当外界条件改变时,原平衡就会被破坏,在新的条件下建立起新 的平衡。 二、化学平衡常数 (一)化学平衡常数及意义 对一般的可逆反应:aA+bB二dD+eE,当反应达平衡时,反应物和生成物的浓度 将不再改变,在一定温度下建立如下的关系式: K.-Icole [cA][Ca] 式(5-1山)称为浓度平衡常数表达式,它表示:在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生 成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比为一个常数。这一关系称为化学平衡定律。 K称为该温度下反应的化学平衡常数。式中[ca小、[c小、cm小、【c分别为平衡时反应物和生 成物的浓度。 由上式可见,K值越大,反应正向进行的程度越大:反之,K值越小,反应正向进行的 程度越小。 对气体反应:aA(g)+bB(g)二dD(g)+eE(g,在平衡常数表达式中常用平衡时气体 的分压代替平衡时的浓度,其平衡常数表达式可写成: IP.TIPI K-PTIRT K,称压力平衡常数。式中PA、Pg,PD、PE分别为反应物和生成物平衡时的分压。 K与K2两者之间的关系为:Kp=K:(RT 式中△n为生成物的系数之和与反应物系数之和的差,即△n=(d+c)-(a+b)。 (二)平衡常数表达式的书写规则 1.平衡常数表达式中的浓度和分压指的都是平衡态时的值,幂次方是反应方程式中反 应物、生成物的化学计量系数。 2.平衡常数表达式要与反应方程式相对应。如: ()H(g)+(g)2HI(g) 太
再随时间的改变而改变。 (4)变:化学平衡是相对的,有条件的,化学平衡只能在一定的外界条件(浓度、温 度和压强)下才能保持,当外界条件改变时,原平衡就会被破坏,在新的条件下建立起新 的平衡。 二、化学平衡常数 (一) 化学平衡常数及意义 对一般的可逆反应: aA + bB dD + eE,当反应达平衡时,反应物和生成物的浓度 将不再改变,在一定温度下建立如下的关系式: b B a A d e D [ ] [ ] [ ] [ ] c c c c K E c 式(5-11)称为浓度平衡常数表达式,它表示:在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生 成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比为一个常数。这一关系称为化学平衡定律。 Kc称为该温度下反应的化学平衡常数。式中[cA]、[cB]、[cD]、[cE]分别为平衡时反应物和生 成物的浓度。 由上式可见,Kc值越大,反应正向进行的程度越大;反之,Kc 值越小,反应正向进行的 程度越小。 对气体反应: aA(g) + bB(g) dD(g) + eE(g),在平衡常数表达式中常用平衡时气体 的分压代替平衡时的浓度,其平衡常数表达式可写成: b B a A d e D [ ] [ ] [ ] [ ] P P P P K E p Kp 称压力平衡常数。式中 PA、PB、PD、PE分别为反应物和生成物平衡时的分压。 Kc与 Kp 两者之间的关系为:Kp=Kc(RT)Δn 式中 Δn 为生成物的系数之和与反应物系数之和的差,即 Δn = (d+e) –(a+b)。 (二)平衡常数表达式的书写规则 1. 平衡常数表达式中的浓度和分压指的都是平衡态时的值,幂次方是反应方程式中反 应物、生成物的化学计量系数。 2. 平衡常数表达式要与反应方程式相对应。如: (1) H2(g) + I2(g) 2HI(g) [H ][I ] [HI] 2 2 2 K1
(2)H,(g+,(g一H(g H,月 (3)2H(g)=H(g)+(g) K=H,0 它们之间的关系是: K=K 3.对于有固体或纯液体参加的反应体系,周体或纯液体的浓度通常视为常数1,不写入 平衡常数表达式中。如: C(s)+H:O(g)=CO(g)+H:(g) K.=[COI[H, H,0] 4.在稀溶液中进行的反应,有液态水参加反应或生成,由于水的浓度几乎保持不变, 故水的浓度通常视为常数1,不写入平衡常数表达式,如: Cr07+H0=2Cr02+2H K.=ICro [Cr0] (三)多重平衡规则 如果某反应可以由几个反应相加(或相减)得到,则该反应的平衡常数等于几个反应 平衡常数之积(或商)。这种关系称为多重平衡规则。 若反应(3)=反应(2)+反应(1)则K=K×K, 同里如果反应4)=反应》-反应2)则K一虎 三、化学平衡的有关计算 (一)已知平衡体系内各物质的平衡浓度,求平衡常数 【例】在某温度下,己知反应:Br(g)+H(g)2HBr(g),平衡时BrF0.2molL 1、H=1.0molL、HBr=3.2moL,求该条件下该反应的平衡常数。 解:将各物质平衡时的浓度代入其平衡常数表达式得: k器-2 故该条件下该反应的平衡常数512。 (二)已知平衡体系内各物质的平衡浓度,求起始浓度 【例】一定条件下,二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,其反应方程式为:2S0(g)
(2) I (g) 2 1 H (g) 2 1 2 2 HI(g) 2 1 2 2 1 2 2 [H ] [I ] [HI] K (3) 2HI (g) H2(g) + I2 (g) 2 2 2 3 [HI] [H ][I ] K 它们之间的关系是: 3 2 1 2 1 ( ) K K K 3. 对于有固体或纯液体参加的反应体系,固体或纯液体的浓度通常视为常数 1,不写入 平衡常数表达式中。如: C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) [H O] [CO][H ] 2 2 Kc 4. 在稀溶液中进行的反应,有液态水参加反应或生成,由于水的浓度几乎保持不变, 故水的浓度通常视为常数 1,不写入平衡常数表达式,如: Cr2O7 2– + H2O 2CrO4 2– + 2H+ [Cr O ] [CrO ] [H ] 2 2 7 2 2 2 4 - - Kc (三)多重平衡规则 如果某反应可以由几个反应相加(或相减)得到,则该反应的平衡常数等于几个反应 平衡常数之积(或商)。这种关系称为多重平衡规则。 若反应(3)= 反应(2) + 反应(1) 则 K3 = K1×K2, 同理,如果反应(4)=反应(1)-反应(2) 则 2 1 4 K K K 。 三、化学平衡的有关计算 (一) 已知平衡体系内各物质的平衡浓度,求平衡常数 【例】在某温度下,已知反应:Br2(g) + H2(g) 2HBr(g),平衡时[Br2]=0.2mol·L- 1、[H2]=1.0mol·L-1 、[HBr]=3.2mol·L-1,求该条件下该反应的平衡常数。 解:将各物质平衡时的浓度代入其平衡常数表达式得: 51.2 1 0.2 (3.2) [H ][Br ] [HBr] 2 2 2 2 Kc 故该条件下该反应的平衡常数 51.2。 (二)已知平衡体系内各物质的平衡浓度,求起始浓度 【例】一定条件下,二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,其反应方程式为:2SO2(g) +
O2(g)一2S0(g),在某温度下达到平衡,平衡时各物质的平衡浓度分别为:S0] 2molL4、[O]=1molL1、[S0]=3molL,计算二氧化疏和氧气的起始浓度。 解:设SO2、O的起始浓度分别为x mol-L和wmol-L。 2S02(g)+02(g)=2S0(g) 起始浓度(molL):xy 0 变化浓度(molL):31.5 3 平衡浓度(molL): 2 1 3 则S02的起始浓度x=2+3=5molL,02的起始浓度y=1+1.5=2.5molL 故二氧化硫起始浓度为5molL,氧气的起始浓度为2.5molL。 (三)平衡常数和平衡转化率之间的相关计算 当反应达到平衡体系时,反应物已经消耗的量(浓度、物质的量,质量、分子数等) 与反应物起始的总量的百分比称平衡转化率,用α表示,即: 金口发瓷m及应物亮流童以 反应物变化的浓度 反应物起始总浓度 【例】己知可逆反应:CO(g)+H,O(g)二H(g)+C02(g)在1000K时达到平衡, K=l。若C0和H0的起始浓度分别为2molL和3moL,计算反应达到平衡时各物质 的平衡浓度及CO的转化率。 解:设平衡时C0的平衡转化率为α,根据反应方程式的计量关系,平衡时分别为: CO(g)+H2O(g)=H2 (g)+CO2 (g) 起始浓度(molL):2 3 00 变化浓度(moL): 2a 2a 2a 2a 平衡浓度(molL):2-2a3-2a 2a2a 根据反应方程式所有: k0a-0 2a×2 解得:=0.6=60% [CO]=0.8 mol-L-:[H2O]=1.8 mol-L-:[H2]=[CO2]=1.2 mol-L- 故反应达到平衡时[C0]为0.8moL,HO]为1.8moL,H为1.2molL, [C0为1.2molL,C0的平衡转化率为60%, 各物质的平衡浓度及C0的转化率
O2(g) 2SO3(g),在某温度下达到平衡,平衡时各物质的平衡浓度分别为:[SO2] = 2mol·L-1、[O2] = 1 mol·L-1 、[SO3] = 3 mol·L-1,计算二氧化硫和氧气的起始浓度。 解:设 SO2、O2的起始浓度分别为 x mol·L-1 和 y mol·L-1。 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 起始浓度(mol·L-1): x y 0 变化浓度(mol·L-1): 3 1.5 3 平衡浓度(mol·L-1): 2 1 3 则 SO2 的起始浓度 x = 2+3 = 5 mol·L-1,O2 的起始浓度 y = 1+1.5 =2.5 mol·L-1 故二氧化硫起始浓度为 5 mol·L-1,氧气的起始浓度为 2.5 mol·L-1。 (三)平衡常数和平衡转化率之间的相关计算 当反应达到平衡体系时,反应物已经消耗的量(浓度、物质的量,质量、分子数等) 与反应物起始的总量的百分比称平衡转化率,用 表示,即: 100% 反应物起始的总量 反应物反应消耗的量 或: - = 100%= 100% 反应物变化的浓度 反应物起始总浓度 反应物平衡时浓度 反应物起始的总浓度 反应物起始总浓度 【例】已知可逆反应:CO(g) + H2O(g) H2 (g) + CO2 (g)在 1000K 时达到平衡, Kc=1。若 CO 和 H2O 的起始浓度分别为 2 mol·L-1 和 3 mol·L-1,计算反应达到平衡时各物质 的平衡浓度及 CO 的转化率。 解:设平衡时 CO 的平衡转化率为α,根据反应方程式的计量关系,平衡时分别为: CO(g) + H2O(g) H2 (g) + CO2 (g) 起始浓度(mol·L-1): 2 3 0 0 变化浓度(mol·L-1): 2α 2α 2α 2α 平衡浓度(mol·L-1): 2-2α 3-2α 2α 2α 根据反应方程式所有: 1 (2 2 ) (3 2 ) 2 2 [CO][H O] [H ][CO ] 2 2 2 Kc 解得:α = 0.6 = 60% 则:[CO]=0.8 mol·L-1 ;[H2O]=1.8 mol·L-1 ;[H2]=[CO2]=1.2 mol·L-1 故反应达到平衡时[CO]为 0.8 mol·L-1 ,[H2O]为 1.8 mol·L-1 ,[H2]为 1.2 mol·L-1 , [CO2]为 1.2 mol·L-1,CO 的平衡转化率为 60%。 各物质的平衡浓度及 CO 的转化率
(四)根据“反应商”判断反应所处的状态和反应进行的方向 反应商指的是在一定温度条件下,可逆反应在任意状态下反应体系内各生成物浓度 (或分压)幂的乘积与反应物浓度(或分压)幂的乘积之比,用Q表示。浓度反应商和分压商 分别用Q.和Q,表示。 对于任一可逆反应: aA+bB=dD+eE 则有: e=(co)(cp (Cx)"(cn) 对于气体参加的可逆反应: aA(g)+bB(g)=dD(g)+eE(g) 则有: 式(5-16)和(5-17)中,“()”指的是任意时刻反应物和生成物的浓度或分压。 反应商Q与平衡常数K有如下关系: (1)Q-K,反应处于平衡状态。此时可逆反应进行到最大限度,体系内各物质的浓度 或分压都恒定。 (2)QK,可逆反应处于非平衡状态,反应逆向进行,直到Q=K为止。 由此,知道了反应商Q与平衡常数K的关系,就可以判断可逆反应是否处于平衡状 态,还可以判断可逆反应朝着哪个方向进行。 第四节化学平衡移动 化学平衡是一种相对的、有条件的动态平衡。只要改变外界条件,原有平衡就会被破坏, 可逆反应就会朝着新的反应方向进行,直至建立新的化学平衡。当浓度、压强和温度等外界 条件改变时,可逆反应由一种平衡状态转变到新条件下的另一种平衡状态的过程,称为化学 平衡的移动。影响化学平衡的因素有很多,这里主要讨论浓度、压强和温度等对化学平衡的 影响。 一、浓度对化学平衡的影响
(四)根据“反应商”判断反应所处的状态和反应进行的方向 反应商指的是在一定温度条件下,可逆反应在任意状态下反应体系内各生成物浓度 (或分压) 幂的乘积与反应物浓度(或分压)幂的乘积之比,用 Q 表示。浓度反应商和分压商 分别用 Qc和 Qp 表示。 对于任一可逆反应: aA + bB dD + eE 则有: a b e c c c c c Q ( ) ( ) ( ) ( ) A B E d D ; 对于气体参加的可逆反应: aA(g) + bB(g) dD(g) + eE(g) 则有: b B a A d e D ( ) ( ) ( ) ( ) P P P P Q E p 式(5-16)和(5-17)中, “( )”指的是任意时刻反应物和生成物的浓度或分压。 反应商 Q 与平衡常数 K 有如下关系: (1)Q=K,反应处于平衡状态。此时可逆反应进行到最大限度,体系内各物质的浓度 或分压都恒定。 (2)QK,可逆反应处于非平衡状态,反应逆向进行,直到 Q=K 为止。 由此,知道了反应商 Q 与平衡常数 K 的关系,就可以判断可逆反应是否处于平衡状 态,还可以判断可逆反应朝着哪个方向进行。 第四节 化学平衡移动 化学平衡是一种相对的、有条件的动态平衡。只要改变外界条件,原有平衡就会被破坏, 可逆反应就会朝着新的反应方向进行,直至建立新的化学平衡。当浓度、压强和温度等外界 条件改变时,可逆反应由一种平衡状态转变到新条件下的另一种平衡状态的过程,称为化学 平衡的移动。影响化学平衡的因素有很多,这里主要讨论浓度、压强和温度等对化学平衡的 影响。 一、浓度对化学平衡的影响
在一定温度下,可逆反应aA+bB一dD+eE,达到平衡时, K==Q·改变体系中任一反应物或者生成物的浓度,都会影响Q。 CC (Q-名侣高、从面使Q。化学平有发生移,地大反空物的流度安本减小生应 物的浓度,都会使Q减小,使Q。K,可逆反应向逆 反应方向进行。 浓度对化学平衡的影响可概括如下:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或 减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动:减小反应物的浓度或增大生成物的浓 度,化学平衡向逆反应方向移动。 因此,我们在实际生产中,当几种物质参加反应时,常常加大价格低廉的物质的投料 比,使价格昂贵的物质得到充分利用,从而减低生产成本,提高经济效益。 二、压强对化学平衡的影响 对于有气体参加的可逆反应,在其他条件不变时,改变体系的压强,有可能引起化学 平衡的移动。压强对气体参加的可逆反应的影响,应具体情况具体分析。 对于气体参加的可逆反应:aA(g)+bB(g)一dD(g)+cE(g),在一定温度下达到化学 「PdIP.下 1.当反应前后气体分子总数不相等,若(d+eHa+b)>0,在其他条件不变时,增大压 强,Qp>K,平衡向着气体分子总数减小的逆反应方向移动:若(de)一(a+b0,在其他条 件不变时,增大压强,Q<K,平衡向者气体分子总数减小的正反应方向移动。最后在新 的条件下达到新的平衡。 2.反应前后气体分子总数相等,若(d+c)一(a+b0,在其他条件不变时,增大压力, Q=K,化学反应仍处于平衡状态,化学平衡不发生移动。 压强对化学平衡的影响可总结如下:对于反应前后气体分子总数不相等的可逆反应, 在其他条件不变的情况下,增大压强,化学平衡向者气体分子数减少(即气体体积缩小) 的方向移动:减小压强,化学平衡向着气体分子数增加(即气体体积增大)的方向移动。 由于压强对固体和液体的体积影响很小,所以压强改变时只有固体和液体参加反应的
在一定温度下,可逆反应 aA + bB dD + eE,达到平衡时, c E c Q c c c c K b B a A d e D [ ] [ ] [ ] [ ] 。改变体系中任一反应物或者生成物的浓度,都会影响 Qc ( a b e c c c c c Q ( ) ( ) ( ) ( ) A B E d D ),从而使 Qc≠Kc,化学平衡发生移动。增大反应物的浓度或者减小生成 物的浓度,都会使 Qc减小,使 QcKc,可逆反应向逆 反应方向进行。 浓度对化学平衡的影响可概括如下:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或 减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物的浓度或增大生成物的浓 度,化学平衡向逆反应方向移动。 因此,我们在实际生产中,当几种物质参加反应时,常常加大价格低廉的物质的投料 比,使价格昂贵的物质得到充分利用,从而减低生产成本,提高经济效益。 二、压强对化学平衡的影响 对于有气体参加的可逆反应,在其他条件不变时,改变体系的压强,有可能引起化学 平衡的移动。压强对气体参加的可逆反应的影响,应具体情况具体分析。 对于气体参加的可逆反应:aA(g) + bB(g) dD(g) + eE(g),在一定温度下达到化学 平衡时, p E p Q P P P P K b B a A d e D [ ] [ ] [ ] [ ] , b B a A d e D ( ) ( ) ( ) ( ) P P P P Q E p 。 1. 当反应前后气体分子总数不相等,若(d+e)-(a+b)>0,在其他条件不变时,增大压 强,QP>KP,平衡向着气体分子总数减小的逆反应方向移动;若(d+e)-(a+b)<0,在其他条 件不变时,增大压强,QP<KP,平衡向着气体分子总数减小的正反应方向移动。最后在新 的条件下达到新的平衡。 2. 反应前后气体分子总数相等,若(d+e)-(a+b)=0,在其他条件不变时,增大压力, QP=KP,化学反应仍处于平衡状态,化学平衡不发生移动。 压强对化学平衡的影响可总结如下:对于反应前后气体分子总数不相等的可逆反应, 在其他条件不变的情况下,增大压强,化学平衡向着气体分子数减少(即气体体积缩小) 的方向移动;减小压强,化学平衡向着气体分子数增加(即气体体积增大)的方向移动。 由于压强对固体和液体的体积影响很小,所以压强改变时只有固体和液体参加反应的
平衡体系几乎没有影响。 三、温度对化学平衡的影响 可逆反应达到平衡状态后,改变温度,必然会使平衡发生移动。温度对化学平衡的影 响与浓度和压强对化学平衡的影响有着本质的区别。浓度和压强的改变并不影响平衡常 数,只影响Q和Q,使KQ,导致化学平衡发生移动:而温度的改变会引起平衡常数的 改变,使0,导致化学平衡发生移动。 温度对化学平衡常数的影响与反应热有关,对于放热反应,平衡常数随着温度的升高 而减小:对于吸热反应,平衡常数随着温度的升高而增大。 对于吸热反应,在温度为刀下达到平衡时,K=Q,当温度由T升高到T时,平衡常 数由K增大到K,此时K>Q,化学平衡正向移动(即向吸热反应方向移动)。而对于放 热反应,当温度由T升高到乃时,平衡常数由K减小到K,此时K<Q,化学平衡逆向 移动(即向吸热反应方向移动)。 总之,在其他条件不变的情况下,对于任意一个可逆反应,升高温度,化学平衡向着吸 热反应方向移动:降低温度,化学平衡向着放热反应方向移动。 四、催化剂与化学平衡 催化剂能改变化学反应的途径,降低活化能,提高活化分子的百分数,极大程度地加 大化学反应速率。但是对于可逆反应来说,反应达到平衡状态后,K-Q,向这个体系加入催 化剂,由于催化剂不能改变平衡常数和反应商。因此不能使化学平衡发生移动。但催化剂能 同等程度地加快化学正、逆反应速率,缩短到达平衡所需要的时间。 也就是说,催化剂能加快化学反应速率,但不能使化学平衡发生移动。应用到生产实际 中可以缩短生产周期,降低生产成本,提高生产效率。 五、平衡移动原理一勒夏特列原理 综上所述,浓度、压力、温度是影响化学平衡的重要因素。如在平衡体系中增大反应 物浓度,平衡就会向者减小反应物的方向移动:在有气体参加的平衡体系中,增大系统的 压力,平衡就会向着减少气体分子数,即向减小系统压力的方向移动:升高温度,平衡向 若吸热反应方向,即向降低系统温度的方向移动。这些结论于1884年由法国科学家勒夏特 列归纳为一普遍规律:如以某种形式改变一个平衡系统的条件(浓度、压力、温度),平衡 就会向着减弱这种改变的方向移动。这个规律叫做勒夏特列原理。这个原理适用于所有动 态平衡系统。但须指出,它只适用于已达到平衡的系统,对于未达平衡的系统则不适用
平衡体系几乎没有影响。 三、温度对化学平衡的影响 可逆反应达到平衡状态后,改变温度,必然会使平衡发生移动。温度对化学平衡的影 响与浓度和压强对化学平衡的影响有着本质的区别。浓度和压强的改变并不影响平衡常 数,只影响 Qc和 Qp,使 K≠Q,导致化学平衡发生移动;而温度的改变会引起平衡常数的 改变,使 K≠Q,导致化学平衡发生移动。 温度对化学平衡常数的影响与反应热有关,对于放热反应,平衡常数随着温度的升高 而减小;对于吸热反应,平衡常数随着温度的升高而增大。 对于吸热反应,在温度为 T1 下达到平衡时,K1=Q,当温度由 T1 升高到 T2 时,平衡常 数由 K1 增大到 K2,此时 K2>Q,化学平衡正向移动(即向吸热反应方向移动)。而对于放 热反应,当温度由 T1 升高到 T2时,平衡常数由 K1减小到 K2,此时 K2<Q,化学平衡逆向 移动(即向吸热反应方向移动)。 总之,在其他条件不变的情况下,对于任意一个可逆反应,升高温度,化学平衡向着吸 热反应方向移动;降低温度,化学平衡向着放热反应方向移动。 四、催化剂与化学平衡 催化剂能改变化学反应的途径,降低活化能,提高活化分子的百分数,极大程度地加 大化学反应速率。但是对于可逆反应来说,反应达到平衡状态后,K=Q,向这个体系加入催 化剂,由于催化剂不能改变平衡常数和反应商。因此不能使化学平衡发生移动。但催化剂能 同等程度地加快化学正、逆反应速率,缩短到达平衡所需要的时间。 也就是说,催化剂能加快化学反应速率,但不能使化学平衡发生移动。应用到生产实际 中可以缩短生产周期,降低生产成本,提高生产效率。 五、平衡移动原理-勒夏特列原理 综上所述,浓度、压力、温度是影响化学平衡的重要因素。如在平衡体系中增大反应 物浓度,平衡就会向着减小反应物的方向移动;在有气体参加的平衡体系中,增大系统的 压力,平衡就会向着减少气体分子数,即向减小系统压力的方向移动;升高温度,平衡向 着吸热反应方向,即向降低系统温度的方向移动。这些结论于 1884 年由法国科学家勒夏特 列归纳为一普遍规律:如以某种形式改变一个平衡系统的条件(浓度、压力、温度),平衡 就会向着减弱这种改变的方向移动。这个规律叫做勒夏特列原理。这个原理适用于所有动 态平衡系统。但须指出,它只适用于已达到平衡的系统,对于未达平衡的系统则不适用