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影响化学平衡移动的因素

发布时间:2015-04-17 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:6489

化学平衡是相对的、有条件的、暂时的动态平滴二。当外界条件改变时,旧的平衡会被破坏,新的平衡会被重新建立,各组分的浓度会发生相应的变化。因外界条件变化使可逆反应从一种平衡状态向另一种平衡状态转变的过程,称为化学平衡的移动。我们研究化学年衡的目的,就是要明确,当外界条件变化时,会判断出化学平衡移动的方向,会创造条件,使化学平衡向我们需要的方向移动。

影响化学平衡移动的因素是浓度、温度和压力。

1.浓度对化学平衡的影响

以合成氨反应为例:

N2+3H2↔2NH3

Qc=c2(NH3)/c(N2)c3(H2)

上式中:c(NH3)、c(N2)、c(H2)分别表示可逆反应在任一状态下相应组分的浓度,Qc称为浓度商,与平衡常数不同,Qc不是常数。Qc的大小与浓度有关。

在一定温度下,可逆反应达平衡时,Qc=Kc;当增大反应物(N2或H2)浓度或减小产物浓度时,Qc<Kc,反应自发地向右进行,平衡发生移动,直到Qc=Kc,建立新的平衡体系;反之,当增大生成物浓度或减小反应物浓度时,Qc>Kc,反应自发地向左进行,平衡也会发生移动。可见Qc=Kc是可逆反应达到平衡状态时的标志。在一定温度下,改变反应物的浓度,平衡常数虽然没有改变,但可逆反应的平衡点将发生改变,某种物质的转化率也会随之改变。

2.压力对化学平衡的影响

对有气态物质参加或生成的可逆反应,在恒温条件下,对反应方程式两边分子总数不等的可逆反应即{∑v=〔(p+q)一(m+n)]≠0},压缩体积以增加体系总压力,平衡向气体分子总数减小的方向移动;反之,增大体积以降低体系总压力,平衡向气体分子总数增加的方向移动。例如合成氨反应:增加体系总压力,平衡向正反应的方向移动;反之,降低体系总压力,平衡向逆反应的方向移动。对反应方程式两边分子总数相等的可逆反应{∑v=0},改变体系总压力不影响化学平衡的移动。

3.温度对化学平衡的影响

可逆反应的平衡常数与温度有关。对于吸热反应,平衡常数随温度升高而增大,因此,升高温度平衡向正反应方向移动;对于放热反应,平衡常数随温度升高而减小,升高温度平衡向逆反应方向移动。可见,温度对化学平衡的影响与反应热有关。升高温度,平衡向吸热方向移动;降低温度,平衡则向放热方向移动。

总之,温度和浓度、压力对化学平衡移动的影响有着本质的区别。改变浓度和压力只能使平衡点改变,而温度的变化,则改变了平衡常数的数值。

综合上述各种因素对化学平衡的影响,1884年法国化学家吕·查德归纳总结出一条关于平衡移动的普遍规律:当体系达到平衡后,若改变平衡状态的任一条件(如浓度、压力、温度),平衡则向着能减弱或消除这种改变的方向移动。这条规律称为吕·查德原理,即化学平衡移动原理。注意,此原理只适用于已达到平衡的体系,而不适用于非平衡体系。

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