什么是化学平衡
化学平衡
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。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。
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,反应达到了平衡。
化学平衡是动态平衡。
19世纪50-60年代,热力学的基本规律已明确起来,但是一些热力学概念还比较模糊,数字处理很烦琐,不能用来解决稍微复杂一点的问题,例如化学反应的方向问题。当时,大多数化学家正致力于有机化学的研究,也有一些人试图解决化学反应的方向化学反应的方向问题。这种努力除了质量作用定律之外,还有其他一些人试图从别的角度进行反应方向的探索,其中已有人提出了一些经验性的规律。
在这一时期,丹麦人汤姆生和贝特罗试图从化学反应的热效应来解释化学反应的方向性。他们认为,反应热是反应物化学亲合力的量度,每个简单或复杂的纯化学性的作用,都伴随着热量的产生。贝特罗更为明确地阐述了与这相同的观点,并称之为“最大功原理”,他认为任何一种无外部能量影响的纯化学变化,向着产生释放出最大能量的物质的方向进行。虽然这时他发现了一些吸热反应也可以自发地进行,但他却主观地假定其中伴有放热的物理过程。这一错误的论断在30年代终于被他承认了,这时他才将“最大功原理”的应用范围限制在固体间的反应上,并提出了实际上是“自由焓”的化学热的概念。
19世纪60-80年代,霍斯特曼、勒夏特列和范霍夫在这一方面也做了一定的贡献。首先,霍斯特曼在研究氯化铵的升华过程中发现,在热分解反应中,其分解压力和温度有一定的关系,符合克劳胥斯一克拉佩隆方程:dp/dt=Q/T(V'-V)
其中Q代表分解热,V、V'代表分解前后的总体积。范霍夫依据一述方程式导出的下式:
lnK=-(Q/RT)+c
此式可应用于任何反应过程,其中Q代表体系的吸收的热(即升华热)。范霍夫称上式为动态平衡原理,并对它加以解释,他说,在物质的两种不同状态之间的任何平衡,因温度下降,向着产生热量的两个体系的平衡方向移动。1874年和1879年,穆迪埃和罗宾也分别提出了这样的原理。穆迪埃提出,压力的增加,有利于体积相应减少的反应发生。在这之后,勒夏特列又进一步普遍地阐释了这一原理。他说,处于化学平衡中的任何体系,由于平衡中的多个因素中的一个因素的变动,在一个方向上会导致一种转化,如果这种转化是惟一的,那么将会引起一种和该因素变动符号相反的变化。
然而,在这一方面做出突出贡献的是吉布斯,他在热力化学发展史上的地位极其重要。吉布斯在势力化学上的贡献可以归纳4个方面。第一,在克劳胥斯等人建立的第二定律的基础上,吉布斯引出了平衡的判断依据,并将熵的判断依据正确地限制在孤立体系的范围内。使一般实际问题有了进行普遍处理的可能。第二,用内有、熵、体积代替温度、压力、体积作为变量对体系状态进行描述。并指出汤姆生用温度、压力和体积对体系体状态进行描述是不完全的。他倡导了当时的科学家们不熟悉的状态方程,并且在内能、熵和体积的三维坐标图中,给出了完全描述体系全部热力学性质的曲面。第三,吉布斯在热力学中引入了“浓度”这一变量,并将明确了成分的浓度对内能的导数定义为“热力学势”。这样,就使热力学可用于处理多组分的多相体系,化学平衡的问题也就有了处理的条件。第四,他进一步讨论了体系在电、磁和表面的影响下的平衡问题。并且,他导出了被认是热力学中最简单、最本质也是最抽象的热力学关系,即相律,在,而平衡状态就是相律所表明的自由度为零的那种状态。
吉布斯对平衡的研究成果主要发表在他的三篇文章之中。1873年,他先后将前两篇发表在康涅狄格州学院的学报上,立即引起了麦克斯韦的注意。吉布斯前两篇文可以说只是一个准备,1876年和1878年分两部分发表了第三篇文章-《关于复相物质的平衡》,文章长达300多页,包括700多个公式。前两篇文章是讨论单一的化学物质体系,这篇文章则对多组分复相体系进行了讨论。由于热力学势的引入,只要将单组分体系状态方程稍加变化,便可以对多组分体系的问题进行处理了。
对于吉布斯的工作,勒夏特列认为这是一个新领域的开辟,其重要性可以与质量不灭定律相提并论。然而,吉布斯的三篇文章发表之后,其重大意义并未被多数科学家们所认识到,直到1891年才被奥斯特瓦德译成德文,1899年勒夏特列译成法文出版之后,情况顿然改变。在吉布斯之后,热力学仍然只能处理理想状态的体系。这时,美国人洛易斯分别于1901年和1907年发表文章,提出了“逸度”与“活度”的概念。路易斯谈到“逃逸趋势”这一概念,指出一些热力学量,如温度、压力、浓度、热力学势等都是逃逸趋势量度的标度。
路易斯所提出的逸度与活度的概念,使吉布斯的理论得到了有益的补充和发展,从而使人们有可能将理想体系的偏差进行统一,使实际体系在形式上具有了与理想体系完全相同的热力学关系式。
2. 化学平衡的概念是什么
正反应速率等于逆反应速率
3. 化学平衡的条件是什么
化学平衡状态具有逆,等,动,定,变等特征。
逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
等:平衡时,正逆反应速率相等,即v正=v逆。
动:平衡时,反应仍在进行,是动态平衡,反应进行到了最大程度。
定:达平衡状态时,反应混合物中各组分的浓度保持不变,反应速率保持不变,反应物的转化率保持不变,各组分的含量保持不变。
变:化学平衡跟所有的动态平衡一样,是有条件的,暂时的,相对的,当条件发生变化时,平衡状态就会被破坏,由平衡变为不平衡,再在新的条件下建立新平衡。
影响化学平衡的因素有很多.
如压强\温度\浓度\等.(注意:催化剂不影响化学平衡,仅影响反应速率)
在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,可使平衡向正反应方向移动
勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动
4. 化学平衡到底是什么东西啊
向减弱这种改变的方向进行啊,比如温度增加,平衡就会向吸热方向移动啊,来降低温度,但是却不能抵消这种改变
5. 化学中的化学平衡是什么
就是可逆反应在发生到一定程度后,正反2反应的速率达到一样,就相当于不再发生反应,此时就是所谓的化学平衡
6. 什么叫化学平衡的移动
1:在一定条件下,一个可逆反应达到平衡状态以后,如果反应条件(如温度、压强,以及参加反应的化学物质的物质的量浓度)改变了新的条件下达到新的平衡, 这叫做化学平衡移动。
2:影响平衡移动的因素有浓度、压强和温度三种。
在其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度, 平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度, 平衡向逆反应方向移动。
在有气体参加、有气体生成而且反应前后气体分子数变化的反应中,在其他条件不变时,增大压强(指压缩气体体积使压强增大),平衡向气体体积减小方向移动;减小压强(指增大气体体积使压强减小),平衡向气体体积增大的方向移动。 例如:在反应(g)---2
(g)中,假定开始时N2O4的浓度为1mol/L,NO2的浓度为2mol/L,化学平衡常数K=2^2/1=4;体积减半(压强变为原来的2倍)后,N2O4的浓度变为2mol/L,NO2的浓度变为4mol/L,化学平衡常数K变为4^2/2=8,化学平衡常数K增大了,所以就要向减少反应产物(NO2)的方向反应,即有更多的NO2反应为N2O4,减少了气体体积,压强渐渐与初始状态接近.
注意:恒容时,充入不反应的气体如稀有气体导致的压强增大不能影响平衡.
在其他条件不变时,升高温度平衡向吸热反应方向移动,降低温度平衡向放热方向移动。
以上三种因素综合起来就得到了勒夏特列原理(Le Chatelier's principle)即平衡移动原理::3:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
催化剂只能缩短达到平衡所需时间,而不能改变平衡状态(即百分组成)
可用勒夏特列原理定性地说明浓度对化学平衡的影响——增加反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向生成物方向移动,增加生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向反应物方向移动。
4:利用化学平衡的概念,对比化学平衡常数K和J大小,可以判断系统中的反应混合物是否达到平衡,以及平衡将向哪个方向移动。即:J 〉K,平衡向左移动;J〈 K,平衡向右移动;J = K,达到平衡状态。这一关系式被称为化学平衡的质量判据,是与上面的能量判据相对应的。为便于记忆,可缩写为:J K自然,我们作此判断时假设反应不存在动力学的障碍。若系统的动力学性质不明,以上判断仅为反应方向的预测。
7. 什么叫"化学平衡"
一定条件下的可逆反应中,正,逆反应反应速率相等,反应混和物中各组分浓度,含量保持不变时的状态,叫做化学<>平衡状态(简称化学<>平衡).
[特别提示]
①化学<>平衡是一定条件下可逆反应的终了状态(没有可逆反应,就没有化学<>平衡);
②平衡状态与建立平衡的途径无关,只要条件相同, 平衡状态就相同.
8. 什么是化学平衡
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=∑νΑμΑ=0判断,μA是反应中A物质的化学式。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。
9. 化学平衡是什么意思
楼主,这个问题很容易理解的,是在高一化必修2的,书上有非常详细的说明也就是说当速率比等于系数比时,就可以说平衡了,你也可以看看同一物质的正反应速率是否等于逆反应速率,如等就可以说明平衡。。还有很多,如压强,温度,浓度都是,去看下书也许能帮助您,谢谢,希望采纳,纯手打,在手机
10. 化学平衡是指什么
化学平衡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物质的化学式。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。