第五讲 化学平衡1
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《化学平衡》讲义一、化学平衡的概念在化学反应中,我们常常会遇到这样的情况:反应并不是进行到底,而是在一定条件下,反应物和生成物的浓度不再随时间发生变化。
这种状态就被称为化学平衡。
比如说,在一个封闭的容器中进行可逆反应 N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃。
开始时,容器中只有氮气和氢气,随着反应的进行,氨气逐渐生成。
但到了一定程度,氨气的生成速率和分解速率相等,此时系统中各物质的浓度不再改变,达到了化学平衡状态。
化学平衡是一种动态平衡。
虽然从表面上看,各物质的浓度不再变化,但实际上正反应和逆反应仍在不断进行,只是它们的速率相等罢了。
二、化学平衡的特征1、等:正反应速率等于逆反应速率。
这是化学平衡建立的关键条件。
如果正反应速率大于逆反应速率,那么反应会朝着生成物的方向进行;反之,如果逆反应速率大于正反应速率,反应会朝着反应物的方向进行。
只有当两者相等时,才能达到平衡。
2、定:平衡时,反应混合物中各组分的浓度保持一定,不再随时间变化。
这是化学平衡的外在表现。
3、动:化学平衡是动态平衡,正反应和逆反应仍在不断进行,只是速率相等。
4、变:化学平衡是在一定条件下建立的,如果条件改变,平衡可能会被破坏,发生移动,重新建立新的平衡。
三、影响化学平衡的因素1、浓度增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡会向正反应方向移动;反之,增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,平衡会向逆反应方向移动。
以合成氨反应为例,如果增加氮气或氢气的浓度,反应会朝着生成氨气的方向移动,以减少氮气和氢气的浓度,增加氨气的生成量。
2、压强对于有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应,增大压强会使平衡向气体分子数减小的方向移动;减小压强则会使平衡向气体分子数增大的方向移动。
比如上述的合成氨反应,正反应是气体分子数减少的反应。
增大压强,平衡会向生成氨气的方向移动,有利于提高氨气的产量。
但对于反应前后气体分子数不变的反应,压强的改变对平衡没有影响。
3、温度升高温度,平衡会向吸热反应的方向移动;降低温度,平衡会向放热反应的方向移动。