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化学平衡定义,化学平衡怎么理解

  • 化学
  • 2023-05-03
目录
  • 理解化学平衡的含义
  • 化学平衡的大概念是什么
  • 化学平衡外在标志
  • 化学平衡体系是什么意思
  • 化学平衡观

  • 理解化学平衡的含义

    化学平衡状态的定义是表面静止的状态,相关知识介绍如下:

    1、简介:在一定条件下,当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变,悄薯源达到一种表面静止的状态。

    2、特点介绍:化学平衡状态具有逆,等,动,定,变、同六大特征。逆化学平衡研究的对象是可逆反应。等平衡时,正、逆反应速率相启态等。动平衡时,反应仍在进行,是动态平衡,反应进行到了最大限度。定达到平衡状态时,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。

    3、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,即化学平衡发生了移动。一定条件下化学平衡状态的建立手宏与反应的途径无关。即无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,或是从任一中间状态开始建立,只要外界条件相同,达到平衡时的效果都相同。

    化学平衡的大概念是什么

    化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡。

    一、水解平衡

    盐的水解反应:凡是组成盐的离子与水作用产生弱酸或弱碱,并改变溶液酸度的反应都叫做盐的水解反应

    弱碱阳离子水解使溶液显酸性(氯化铜)

    强碱阳离子,强酸酸根离子不水解(氯化钠)

    弱酸酸根离子水解使溶液显碱性(碳酸钠)

    盐水解产生酸或碱的速率与酸或碱电离的速率相等时即达到水解平衡。

    该盐的酸性或者碱性越弱,越容易水解,而且水解的程度越大

    二、溶解平衡

    在一定温度下,当沉淀溶解和结晶的速率相等时,固体质量、离子浓度不变的状态沉淀溶解平衡

    沉淀溶解平衡

    固体化合物AmBn难溶于水,但漏族仍有部分An+和Bm-离开固体表面进入溶液,同时进入溶液的An+和Bm-又会在固体表面沉淀下来,当这两个过程速率相等时,离子An+和Bm-的沉淀与固体AmBn的溶解在水中达到平衡状态,固体的量就不再减小,得到AmBn的饱和溶液。这种平衡状态叫做沉淀溶解平衡。

    其平衡常数叫做溶度积,通常用Ksp表示。

    溶解平衡的特点是动态平衡,即溶解速率等于结晶速率且不等于零,因此达到平衡时,溶质的质量一定不变 ,但形状可以改变 ,并且一定是饱和溶液任何物质的溶解都伴随着相应的结晶过程。

    物质最终是溶解还是结晶则是由V(溶解)与V(结晶)决定的:

    当V溶解>V结晶:溶质溶解 形成不饱和溶液

    当V溶解=V结晶:溶质不变 形成饱和溶液 “溶解平衡”

    当V溶解

    溶解平衡:V溶解=V结晶

    ①溶解和结晶还在不断进行,但两者速率相同,宏观上表现为不再溶解,达到饱和状态。

    ②溶解平衡是一种动态平衡.

    ③蒸发溶剂或改变温度,使V溶解≠V结晶,溶解平衡状态被破坏,宏观上溶液不再是饱和状态,会继续溶解溶质或析出溶质,直到重新建立新的溶解平衡.

    三、电离平衡

    1、概念与定义

    具有极性共价键的弱电解质(例如部分弱酸、弱碱)溶于水时,其分子可以微弱电离出离子;同时,溶液中的相应离子也可以结合成分子。一般地,自上述反应开始起,弱电解质分子电离出离子的速率不断降低,而离子重新结合成弱电解质分子的速率不断升高,当两者的反应速率相等时,溶液便达到了电离平衡。此时,溶液中电解质分子的浓度与离子的浓度分别处于稳定状态,不再发生变化。

    用简单的语言概括电离平衡的定义,即:在一定条件下,弱电解质的离子化速率等于其分子化速率。

    2、形成条件

    溶液中电解质电离成离子和离子重新结合成分子的平衡状态。

    具体一点说,在一定的条件下(如温度,浓度),当溶液中的电解质分子电离成离子的速率与离子重新结合成分子的速率相等时,电离的过程就达到了平衡状态,即电离平衡。

    一般来说,强电解质不存在电离平衡而弱电解质存在电离平衡

    3、强电解质有

    离子化合物和某些具有强极性键的共价化合物如:强酸(HCl、H2SO4、HNO3)、强碱(NaOH)、大部分盐类(NH4Cl)

    4、弱电解质有具有极性键的共价化合物如:弱酸(CH3COOH)、弱返岁弊碱(NH3·H2O)、水

    5、影响电离平衡的因素

    a.温度:电离过程是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动。

    b.浓度:弱电解质分子浓度越大,电离程度越小。

    c.同离子效应:在弱电解质溶液中加入含有与该弱电解质具有相同离子的强电解质,从而使弱电解质的电离平衡朝着生成弱电解质分子的方向移动,弱电解质的解离度降低的效应称为同离子效应。

    d.化学反应:某一物质将电离出的离子反应掉而使电离平衡向正方向(电离方向)移动。雀衫

    四、化学平衡

    1、化学平衡的含义

    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。

    2、化学平衡的过程(动力学角度)

    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,中各物质的浓度不再发生变化,反应就达到了平衡。此时处于动态平衡状态,并不是说反应进行到此就完全停止.

    3、化学平衡的过程(微观角度)

    从微观角度讲则是因为在可逆反应中,反应物分子中的化学键断裂速率与生成物化学键的断裂速率相等所造成的平衡现象。

    4、化学平衡的特征——化学平衡状态具有逆,等,动,定,变、同等特征。

    a、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。(对于同一个物质,v正=v逆数值上相等;对于不同物质,vA正:vB逆=a:b,即等于系数比)

    b、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。 c、定:达到平衡状态时,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。

    d、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。

    e、同:对于一个确定的可逆反应,不管是从反应物开始反应,还是从生成物开始反应,抑或是从反应物和生成物同时开始, 只要满足各组分物质浓度相当,都能够达到相同的平衡状态。

    化学平衡外在标志

    就是以勒夏特列原理为基础的溶解平衡 化学平衡 电离平衡 水解平衡。具体介绍如下

    一、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=∑νΑμΑ=0判断,μA是反应中A物质的化学式。根据勒夏特列原理,如一个已达平衡的被改变,该会随之改变来抗衡该改变:

    http://baike.baidu.com/view/257614.htm

    二、具有极性共价键的弱电解质(例如部分弱酸、弱碱)溶于源察野水时,其分子可以微弱电离出离子;同时,溶液中的相应离子也可以结合成分子。一般地,自上述反应开始起,弱电解质分子电离出离子的速率不断降低,而离子重新结合成弱电解质分子的速率不断升高,当两者的反应速率相等时,溶液便达到了电离平衡。此时,溶液中电解质分子的浓度与离子的浓度分别处于稳定状态,不再发生变化。 用简单的语言概括电离平衡的定义,即:在一定条件下,弱电解质的离子化速率等于其分子化速率:

    http://baike.baidu.com/view/22913.htm

    三、 盐的水解反应:凡是组成盐的离子与水作用产生弱酸或弱碱,并改变溶液酸度的反应都叫做盐的水解反应 弱碱阳离子水解使溶液显酸性(氯化铜) 强碱阳离子,强酸酸根离子不水解(氯化钠) 弱酸酸根离子水解使溶液显碱性(碳酸钠) 盐水解产生酸或碱的速率雹喊与酸或碱电离的速率相等时即达到水解平衡。 该盐的酸性或者碱性越弱,越容易水解,而且水解的程度越大。

    http://baike.baidu.com/view/1643238.htm

    四、溶解平衡:

    在一定温度下,当沉淀溶解和结晶的速率相等时,固体质量、离子浓度不变的状态沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 固体化合物AmBn难溶于水,但仍有部分An+和Bm-离开固体表面进入溶液,同时进入溶液的An+和Bm-又会在固体表面沉淀下来,当这两个过程速率相等时,离子An+和Bm-的沉淀与没洞固体AmBn的溶解在水中达到平衡状态,固体的量就不再减小,得到AmBn的饱和溶液。这种平衡状态叫做沉淀溶解平衡。

    http://baike.baidu.com/view/691219.htm

    化学平衡体系是什么意思

    分类:教育/科学 >> 升学入学 >> 高考

    问题描述:

    化学平衡到底是什么,好抽象,有没有形象的理解呀?

    解析:

    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圆和衡。

    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,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兄橡。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羡腔旁状态。

    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。

    化学平衡观

    1、化学平衡的建立和特征

    (1)可逆反应

    ①定义:在同一反应体系中,在相同条件下,既能向正反应方向自动进行又能向逆反应方向自动进行的反应。

    ②特点

    ➊可逆反应必须是同一条件下既能正反应方向进行又能逆反应方向进行的反应,对于在不同条件向向正、逆两个反应方向进行的反应则不认为是可逆反应;

    ❷可逆反应是不能进行到底的,不能实现完全转化。

    (2)化学平衡状态

    ①定义:在一定条件下的可逆反应中,正反应速率和逆反应速率相等,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,简称化学平衡;

    ②化学平衡的建立

    对于可逆反应,不管从正反应开始(只投入反应物),还是从逆反应开始(只投入生成物),或从正逆反应同时开始(同时投入反应物和生成物), 在一定条件下都会达到v(正) = v(逆) 的状态。当v(正) 和v(逆)相等时,单位时间内同一物质消耗和生成的量完全相等,因而各物质的浓度和含量保持一定, 即达到平衡状态。构成化学平衡体系的基本要求是反应物和所有的生成物均处于同一反应体系中,反应条件(温度、浓度、压强等)保持不变。

    (3)化学平衡的特征

    逆:只有可逆反应才能达到化学平衡状态;

    动:是动态平衡,正、逆反应仍在不断进行;

    等: v(正=v(逆)≠0;

    定:各组分的浓度及百分含量保持不变;

    变:当影响化学平衡的外界条件发生变化使v(正≠v(逆)时,平衡便会发生移动使各组分的浓度、百分含量发生变化,直至建立新的平衡。

    2、化学平衡的移动

    (1)化学平衡移动的含义

    当一个可逆反应达到平衡后,如果改变温度、压强、浓度等反应条件,原来的平衡状态被破坏,化学平衡发生移动,平衡混合物种各组分的质量分数也随着改变,在一段时间后达到新的平衡状态,这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程,就是化学平衡的移动。

    可以归纳为:某条件下的化学平衡一> 平衡被破坏一段时间后 一→“新条件下的新化学平衡

    (2)化学平衡移动与化学反应速率的关系

    当与化学平衡体系有关的外界条件发生改变以后,

    v(正> v(逆),平衡向正反应方向移动;

    v(正= v(逆),化学平衡不发生移动;

    v(正< v(逆),化学平衡向逆反应方向进行。

    (3)影响化学平衡移动的因素

    ①浓度

    在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以是化学平衡向逆反应方向进行。

    ②压强

    对反应前后气体总体积发生变化的反应,在其他条件不变时,增大压强会使平衡向气体体积缩小的方向移动,减小压强会使平衡向气体体积增大的方向移动。

    例如: 高温高压,cat,N2(g) + 3H2(g)二2NH3(g)

    加压,v(正)增大、v(逆)增大, v(正)增大的倍数大,平衡向正反应方向移动;若减压,v(正)、 v(逆)均减小,v(正)减小的倍数大,平衡向逆反应方向移动,加压、减压后v- t关系图像如下图:

    ③温度

    在其他条件不变时,温度升高平衡向吸热反应的方向移动,温度降低平衡向放热反应的方向移动。

    对于陵扮吵2NO2(g)=N2O4(g) ΔH < 0,加热时颜色变深,降温时颜色变浅。该反应升温、降温时v一t关系图像如下图:

    ④催化剂

    由于催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,所以催化剂对化学平衡无影响,U一t图像为:

    3、勒夏特列原理

    (1)原理内容

    如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。勒夏特列原理又叫平尺侍衡移动原理。

    (2)分析思路

    (3)适用范围

    平衡移动原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡

    (4)注意事项

    ①平衡向“减弱”外界条件变化的方向移动,但不能“抵消”外界条件的变化缺雹;

    ②v(正)增大并不意味着平衡一定正反应方向移动, 只有V(正>V(逆)时才可以肯定平衡向正反应方向移动。

    ③当平衡向正反应方向移动时,反应物的转化率并不一定提高,生成物的体积分数并不一定增大(因为反应物或生成物总量增大了), 增大一种反应物的浓度会提高另外- -种反应物的转化率;

    ④存在平衡且平衡发生移动时才能应用平衡移动原理。

    4、化学平衡常数

    (1)定义

    在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一-个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数,符号为K。

    (2)表达式

    对于某可逆反应

    aA(g) + bB(g)=pC(g) + qD(g),在一定温度下,达到平衡时K =

    (3)注意事项

    ①化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。

    ②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可看做"1”而不代入公式;

    ③化学平衡常数是指某- -具体反应的平衡常数,若反应方向改变,则平衡常数改变,且互为倒数关系。

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