化学平衡

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化学平衡英语:Chemical equilibrium)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ΔrGmνΑμΑ=0判断,μA是反应中A物质的化学势。也就是说,化学反应达到平衡状态,意味着生成物的吉布斯自由能G达到最小。理论上来讲,对于产物已知的化学反应,应用吉布斯最小自由能法,结合反应物和生成物的热力学数据,就可以计算出平衡产物。

化学反应不一定都能达到平衡状态,如纯化学反应物之间生成纯的产物就无法达到平衡,直到反应物耗完为止。理论上讲,任何化学反应都是可逆反应,只不过对于平衡常数非常大的化学反应,由于反应进行得很彻底,就认为该反应不可逆。

在不同的条件(浓度、温度、压强等)下,化学平衡能保持不同的平衡关系(浓度等)。一个化学反应达到化学平衡后,如果条件(浓度、温度、压强等)发生变化,平衡将被打破,直至达成新的平衡。根据勒沙特列原理,如一个已达平衡的系统被改善,该系统会随之改善来抗衡该改善。

内容[编辑]

化学平衡是化学热力学的重要组成部分。主要讨论:

  1. 化学反应的热效应热化学
  2. 化学反应的方向
  3. 化学反应的限度
  4. 各种外界因素对化学平衡的影响
  5. 平衡所需要之时间

化学平衡的特征[编辑]

  1. 逆:化学平衡存在于可逆反应中。
  2. 等:正反应与逆反应速率相等。
  3. 动:化学平衡是一种动态平衡,也就是说,虽然宏观下物质的量不再改变,但实际上是物质不断反应与生成。
  4. 定:宏观下反应物与生成物的物质的量恒定不再改变。
  5. 变:条件改变,化学平衡就可能移动。
  6. 闭:一个化学平衡只存在于一个闭合系统,没有物质的进入或离开。

化学平衡反应的种类以及示例[编辑]

1.一般化学平衡(可逆反应)

  • 平衡示例:

2.溶解平衡

  • 平衡示例:

3.沉淀平衡

  • 平衡示例:

4.电离平衡

  • 平衡示例:
    • 弱酸:
    • 弱碱:

化学平衡的标志[编辑]

直接标志[编辑]

  • 正逆反应速率相等
  • 反应物与生成物物质的量不再改变

间接标志[编辑]

  • 反应前后气体体积不同的反应,气体体积不发生改变。
    • 如反应,若其体积不发生改变,则说明已经达到平衡。
  • 反应物和生成物颜色不同的反应,混合物的颜色不发生改变。
    • 如反应(红棕色)(无色),若混合气体颜色不发生改变,则说明已经达到平衡。
  • 反应前后气体体积不同的反应,气体密度不发生改变。
    • 如反应,若混合气体密度不发生改变,则说明已经达到平衡。
  • 反应体系的热量不再发生变化。
    • 如反应,若混合气体不放热或吸热,则说明反应已经达到平衡。

参见[编辑]