化学平衡状态的基本特征
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化学平衡特点
化学平衡是一种微观现象,是当反应物和生成物共存时,系统处于动力学平衡状态,反应物和生成物之间反应速度相等的特性。
具有化学平衡的反应,表示当反应物和生成物的浓度发生变化时,反应的速度也会发生变化,使系统浓度重新回到原来的状态。
化学平衡系统的反应速率和浓度都是依赖于反应温度的,在反应温度上升时,反应速率加快,反应物和生成物的浓度变化趋势相反,以调整系统浓度恢复平衡。
化学平衡有其特定的特点,包括:
(1)系统浓度变化不可逆:反应从一个平衡状态,转变到另一个平衡状态时,反应物和生成物的浓度发生变化,但不是可逆的,即不能恢复原先的状态。
(2)平衡位置不变:即使反应物和生成物的浓度发生变化,也不会影响平衡状态的位置,反应物和生成物的浓度会调整,以维持相同的平衡位置。
(3)反应物和生成物的浓度变化有一定的特点:当反应物的浓度上升时,反应的速率加快,生成物的浓度下降;当生成物的浓度上升时,反应的速率减慢,反应物的浓度下降。
(4)环境温度或压力变化时,平衡位置也会发生变化:当温度发生变化时,反应的速率发生变化,从而使得反应物和生成物的浓度发生变化,使维持平衡的位置也随之发生变化。
有了以上几点特点,说明化学平衡反应是一种动态过程,而不是
一个静态平衡,当反应物和生成物之间浓度发生变化时,反应速度也会变化,使系统浓度回调整至原来的状态,维持系统处于动力学平衡状态。
因此,可以从物理学以及化学特点出发,研究微观系统的平衡态,构建平衡反应的动力学模型,以揭示其定性行为特征和定量的数学关系,进而推动反应系统的研究和应用。
化学平衡状态一 可逆反应:对绝大多数反应来说,同一条件下既能发生正反应,又能发生逆反应,这类反应属于可逆反应。
有以下两组反应:(1)2H 2+O 2=====点燃2H 2O ;2H 2O=====电解2H 2↑+O 2↑。
(2)NH 3+HCl===NH 4Cl ;NH 4Cl=====△NH 3↑+HCl ↑。
这两组反应互为逆反应吗?为什么?二 化学平衡状态1.化学平衡状态的建立 对一个可逆反应而言,若开始只有反应物,没有生成物,则v (正)最大,v (逆)为零;随着反应的进行,反应物不断减少,生成物不断增多,v (正)减小,v (逆)增大,最终正逆反应速率相等,化学反应进行到最大程度,即达到化学平衡状态,此时,正逆反应都没有停止,当外界条件不变时,反应物和生成物的浓度不再变化(如图所示)。
2.化学平衡状态的概念 化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各成分的浓度保持不变的状态。
3.化学平衡状态的特征 逆:研究对象必须是可逆反应; 动:化学平衡是动态平衡,即当反应达到平衡时,正反应和逆反应都仍在继续进行; 等:即v 正=v 逆; 定:反应混合物中,各组分的百分含量不再发生变化; 变:化学平衡状态是有条件的、暂时的、相对的,改变影响平衡的条件,平衡会发生移动,达到新的平衡。
三 判断可逆反应是否达到平衡状态的方法判断可逆反应已达到平衡状态的依据有哪些?直接判断:a.正逆反应速率相等;b.各物质浓度不变。
间接判断:百分含量、物质的量、压强、平均分子量、密度、颜色不随时间改变。
四 达标训练1.在密闭容器内进行下列反应:X 2(g)+Y 2(g)2Z(g),已知X 2、Y 2和Z 的起始浓度分别为0.1 mol·L -1、0.3 mol·L -1、0.2 mol·L -1。
当反应在一定条件下达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )A .Z 为0.3 mol·L -1B .Y 2为0.2 mol·L -1 C .X 2为0.2 mol·L -1 D .Z 为0.4 mol·L -1 2.下列对可逆反应的认识正确的是( )A .SO 2+Br 2+2H 2O===H 2SO 4+2HBr 与2HBr +H 2SO 4(浓)===Br 2+SO 2↑+2H 2O 互为可逆反应B .既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应C .在同一条件下,同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应D .H 2+Cl 2=====光照2HCl 与2HCl=====电解H 2↑+Cl 2↑互为可逆反应2.一定条件下在密闭容器中能表示可逆反应2SO 2+O 22SO 3一定达到平衡状态的是( )①消耗2 mol SO 2的同时生成2 mol SO 3②SO 2、O 2与SO 3的物质的量之比为2∶1∶2③反应混合物中SO 3的浓度不再改变A .①②B .②③C .只有③D .只有①3.对可逆反应4NH 3(g)+5O 2(g)4NO(g)+6H 2O(g),下列叙述正确的是( ) A .达到化学平衡时,4v 正(O 2)=5v 逆(NO)B .若单位时间内生成x mol NO 的同时,消耗x mol NH 3,则反应达到平衡状态C .达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大D .化学反应速率关系是:2v 正(NH 3)=3v 正(H 2O)4.可逆反应N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
化学平衡知识归纳总结一、化学平衡化学平衡的涵义1、可逆反应:在同一条件下同时向正方向又向逆反应方向进行的反应。
注意:“同一条件”“同时进行”。
同一体系中不能进行到底。
2、化学平衡状态在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相同时,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。
要注意理解以下几方面的问题:(1)研究对象:一定条件下的可逆反应(2)平衡实质:V正=V逆≠0 (动态平衡)(3)平衡标志:反应混合物各组分的含量保持不变,可用六个字概括——逆、等、定、动、变、同。
3、化学平衡状态的特征:(1)逆:化学平衡状态只对可逆反应而言。
(2)等:正反应速率和逆反应速率相等,即同一物质的消耗速率与生成速率相等。
(3)定:在平衡混合物中,各组分的浓度保持一定,不在随时间的变化而变化。
(4)动:化学平衡从表面上、宏观上看好像是反应停止了,但从本质上、微观上看反应并非停止,只不过正反应速率于逆反应速率相等罢了,即V正=V逆≠0,所以化学平衡是一种动态平衡。
(5)变:化学平衡实在一定条件下建立的平衡。
是相对的,当影响化学平衡的外界条件发生变化时,化学平衡就会发生移动。
(6)同:化学平衡状态可以从正逆两个方向达到,如果外界条件不变时,不论采取何种途径,即反应是由反应物开始或由生成物开始,是一次投料或多次投料,最后所处的化学平衡是相同的。
即化学平衡状态只与条件有关而与反应途径无关。
可逆反应达到平衡的标志1、同一种物质V正=V逆≠02、各组分的物质的量、浓度(包括物质的量的浓度、质量分数等)、含量保持不变。
等效平衡1、等效平衡原理:相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,只要按反应方程式中的化学计量数之比投入反应物或生成物,建立起的平衡状态都是相同,这就是等效平衡的原理。
由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。
因而,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡。
名词解释化学平衡
化学平衡是指在化学反应中,反应物和生成物之间的浓度或者压力保持不变的状态。
在化学平衡中,正向反应和逆向反应以相同的速率进行,从而使得反应体系处于稳定状态。
在化学平衡下,虽然反应仍在进行,但是反应物和生成物的浓度或者压力不再发生明显的变化。
化学平衡的特点包括:
1. 正向反应和逆向反应的速率相等。
在达到化学平衡后,正向反应和逆向反应以相同的速率进行,称为反应速率相等原理。
2. 反应物和生成物的浓度或者压力保持恒定。
虽然反应仍在进行,但是反应物和生成物的浓度或者压力不再发生明显的变化,称为浓度或压力恒定原理。
3. 化学平衡可以通过改变温度、浓度、压力等条件来调整。
根据Le Chatelier原理,当外界条件发生变化时,化学平衡会偏移以恢复平衡。
化学平衡的描述可以使用化学平衡常数(Kc或Kp)来表示。
化学平衡常数是指在特定温度下,反应物和生成物的浓度或者压力的比值的稳定值。
化学平衡常数越大,表示反应向生成物一侧偏移的趋势越明显;化学平衡常数越小,表示反应向反应物一侧偏移的趋势越明显。
化学平衡在生产工业、生物化学、环境科学等领域具有重要的应用价值,对于理解化学反应动力学和平衡条件有着重要的意义。
化学平衡状态及化学平衡常数(范文)一、引言化学平衡是化学领域中一个极其重要的概念,它描述了在一定条件下,化学反应达到的一种动态平衡状态。
在这种状态下,正反应和逆反应的速率相等,反应物和生成物的浓度保持恒定。
化学平衡常数则是衡量这种平衡状态的一个重要参数,它反映了反应物和生成物在平衡状态下的浓度关系。
本文将详细探讨化学平衡状态的特征、影响因素以及化学平衡常数的定义、计算方法和应用。
二、化学平衡状态1. 化学平衡的定义化学平衡是指在一定条件下,可逆反应的正反应和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再随时间变化的状态。
需要注意的是,化学平衡是一种动态平衡,虽然宏观上反应物和生成物的浓度保持不变,但微观上正反应和逆反应仍在进行。
2. 化学平衡的特征(1)动态平衡:在化学平衡状态下,正反应和逆反应的速率相等,反应并未停止,只是宏观上表现出浓度的恒定。
(2)可逆性:化学平衡只存在于可逆反应中,不可逆反应不会达到平衡状态。
(3)浓度恒定:在平衡状态下,反应物和生成物的浓度保持不变。
(4)平衡常数:每个特定的化学反应在给定条件下都有一个特定的平衡常数,该常数不随浓度变化而变化。
(5)温度依赖性:化学平衡常数随温度的变化而变化,但与反应物和生成物的初始浓度无关。
3. 化学平衡的建立化学平衡的建立过程可以通过以下步骤描述:(1)初始阶段:反应开始时,反应物的浓度较高,生成物的浓度较低,正反应速率大于逆反应速率。
(2)中间阶段:随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,生成物的浓度逐渐升高,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大。
(3)平衡阶段:当正反应和逆反应速率相等时,反应达到平衡状态,反应物和生成物的浓度不再变化。
4. 影响化学平衡的因素(1)浓度:根据勒夏特列原理(Le Chatelier's Principle),当系统的浓度发生变化时,平衡会向减弱这种变化的方向移动。
例如,增加反应物的浓度会使平衡向生成物方向移动。
化学平衡的知识点总结一、化学平衡的概念。
1. 定义。
- 在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,叫做化学平衡状态。
例如,对于可逆反应N_2(g)+3H_2(g)⇌2NH_3(g),在一定温度、压强和催化剂等条件下,反应进行到一定程度时,正反应生成NH_3的速率和逆反应NH_3分解的速率相等,体系中N_2、H_2、NH_3的浓度不再发生变化,此时就达到了化学平衡状态。
2. 特征。
- 动:化学平衡是动态平衡,即达到平衡状态时,正、逆反应仍在进行,只是v_正=v_逆≠0。
例如在上述合成氨反应达到平衡时,N_2和H_2仍在不断反应生成NH_3,同时NH_3也在不断分解成N_2和H_2。
- 等:正反应速率等于逆反应速率,这是化学平衡状态的本质特征。
- 定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数等也保持不变。
- 变:化学平衡状态是在一定条件下建立的,当外界条件(如温度、压强、浓度等)改变时,平衡可能会发生移动。
二、化学平衡常数。
1. 定义。
- 对于一般的可逆反应aA + bB⇌ cC + dD,在一定温度下达到化学平衡时,反应的平衡常数K=([C]^c[D]^d)/([A]^a[B]^b),其中[A]、[B]、[C]、[D]分别表示平衡时各物质的浓度。
例如对于反应2SO_2(g)+O_2(g)⇌2SO_3(g),其平衡常数K =frac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2[O_2]}(温度一定)。
2. 意义。
- K值的大小可以反映反应进行的程度。
K值越大,说明反应进行得越完全,反应物的转化率越高;K值越小,说明反应进行的程度越小,反应物的转化率越低。
- 对于同一可逆反应,K只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。
3. 应用。
- 判断反应进行的方向:通过比较某一时刻反应的浓度商Q=([C]^c[D]^d)/([A]^a[B]^b)(Q与K表达式相同,但Q是任意时刻的)与K的大小关系来判断反应进行的方向。