当前课程知识点:无机化学 > 第3章 化学反应速率与化学反应平衡 > 3.4 化学平衡移动 > 3.4.1 化学平衡移动
同学你好
这一小节我们要讲的是化学平衡的移动
那我们都知道化学平衡是一个动态的平衡
维持动态平衡是需要一定的条件的
那么当条件改变的时候
这个平衡要发生改变
下面我们来重点探讨一下
浓度温度以及压强
这些因素改变的时候
这个化学平衡的移动规律
我们先看看浓度对于化学平衡移动的影响
按照范德霍夫的等温方程式
一个化学反应
ΔG等于ΔG0加上RTlnJ
它的ΔG0又等于负的RTlnK0
我们把它带进去
我们会得到这样一个关系式
ΔG等于负的RTlnK0加上RTlnJ
我把他俩合并一下
就等于RTlnJ比K0
那么按照这个公式
我们可以看到什么
反应商J和K0的相对大小
决定了ΔG的正和负
所以这样的话
我们就得到这样一个规律
对一个化学反应来说
如果他的反应商J小于K0
那么按照ΔG等于RTlnj比K0
这时候它的ΔG就是小于零的
这个反应就是向正向进行的
如果J等于退零
算出来的ΔG就是等于0的
这个反应就正好处于平衡状态
反过来如果J大于K0的话
算出来这个ΔG就是大于零的这个反应
就向逆向进行的
那么根据J和K0的相对大小
来判断一个化学反应进行的方向
我们把它叫做一个化学反应的反应商判据
根据这个反应商判据
我们可以直接根据J和K0
判断这个反应是向正向和逆向进行
那么应用这个判据
我们也可以来解释一下浓度的变化
对于一个化学平衡移动的影响
那么一定温度下
一个化学反应
已经达到平衡状态了
在平衡状态下
这个J和K0是相等的
那么现在
假如说我增加反应物的浓度
因为温度没有改变
所以K0是不变的
我增加反应物的浓度
原本J和K0是相等的
但是我增加反应物的浓度
我的反应商J的数值是减小的
那么J小于K0
这时候这个反应应该是向正向进行的
那么对于这个平衡来说
它就会向正向移动
向正向移动的结果
使得我增加的反应浓度又逐渐减小了
所以
我们都知道浓度对于一个化学平衡的影响
如果我增加反应物的浓度
这个平衡是向正向移动的
如果我增加生成物的浓度
这个平衡是向逆向移动的
下面我们再来看看压力对于化学平衡的影响
压力的变化
对于化学平衡的影响
要分几种情况
第一种情况
如果我这个反应体系
是一个液相和固相的反应体系
这时候我的外压改变的时候
对于我这个反应是基本不产生影响的
所以对一个平衡来说
它的平衡基本是不移动的
第二种情况
一个反应体系
虽然有气体参加这个化学反应了
但是我的反应前后
气体分子的数目是没有改变的
那么比如说氢气和碘气体反应
生成碘化氢气体反应前后
气体的分子数没有发生改变
这样的反应体系如果我改变外压的话
那么对于这个反应体系也是没有影响的
如果一个反应前后
气体分子的数目发生变化了
这时候我改变系统的压强
那么这个平衡是要发生移动的
一般来说我增大压力
这个平衡
是向气体分子数目减少的方向移动
那么这种移动的结果相当于
使得体系的总压又慢慢的降低了下来
反过来我减小压力的话
这个平衡是像气体分子数目增加的方向移动
这个影响规律
实际上我们也可以用化学反应
反应商的判据加以解释
反应商的判据加以解释
那么请同学们自己来解释一下
比如说这样一个反应
氮气和氢气生成氨气的这么一个反应
那么现在如果我增加系统的压强
也就是P增加的话
这个反应
是像气体分子数目减少的方向移动
所以我增加压强这个平衡是右移的
如果我减小压强
这个平衡是左移的
第四种情况
是我引入的是与这个反应体系无关的气体
这样的气体进入我已达平衡的体系
对于我的平衡是否产生影响
那么也要视具体的情况而定
分为两种情况
第一种情况
恒温恒压的条件下
一个已达的平衡的体系
如果我引入一些惰性气体
为了保持体系的总压不变
那么我这个体系的体积必然要增大
体积增大以后
我的这些参与反应的组份气体
它的分压会降低的
那么这种条件下
我这平衡是要发生移动的
它移动的方向
是向气体分子数目增加的方向移动
第二种情况
是恒温恒容的条件下已达平衡的体系
这时候我加一些惰性气体
那么加入的惰性气体
虽然使得体系的总压是增加的
但是对于我的反应的组份气体来说
分压是不变的
所以这种情况下
是不移动的
所以这是压力的变化
对于化学平衡的影响
要根据具体的反应体系和
具体的反应条件进行分析
下面我们再来看看温度对于化学平衡的影响
温度对化学平衡的影响
主要体现在影响它的平衡常数K0上
那么K0和温度之间的关系
这是范德霍夫的等位方程式
lgK0等于负的焓变除以2.303RT
再加上商变除以2.303R
两个不同温度下的K10和K20
他有这样一个定量关系式
那我们都分析过
对于一个吸热反应来说
当我们升高温度的时候
它的K0是增加的
同样是一个以达平衡的体系
如果J和K0原本是相等的
现在我突然升高温度
K0增加
那么就意味着J要小于K0
J小于K0这个反应是向正向进行的
所以对于一个吸热反应
我升高温度这个反应
或者说这个平衡是向正向移动的
那么正向移动的结果是
使这个反应体系的温度逐渐降低下来
综合以上
温度浓度以及压强对一个化学平衡的影响
勒沙特列提出了勒沙特利原理
当一个反应体系达到平衡状态以后
如果改变平衡状态的任意一个条件
这个平衡就向着
能够削弱这个改变的方向移动
所以
当维持一个平衡的条件改变的时候
我们应用了沙特的原理
可以很方便地判断出这个平衡移动的方向
那么在应用的时候
大家要注意一点
勒沙特列原理
只适用于已达平衡的体系
而不适用于未平衡的体系
而不适用于未平衡的体系
以上就是这一小节知识点的内容
-1.1 物质的聚集状态和分压定律
--第1.1节讨论 应用理想气体状态方程的时候应注意哪些问题
--第1.1节测试 物质的聚集状态和分压定律
-1.2 稀溶液的依数性
--第1.2节讨论 为什么讨论稀溶液的依数性时将溶质限定为难挥发非电解质
--第1.2节测试 稀溶液的依数性
-第1章测试 物质的聚集状态
-2.1 化学热力学基本概念
--第2.1节测试 化学热力学基本概念
-2.2 化学反应热效应
--第2.2节测试 化学反应的热效应
-2.3 化学反应热效应计算
--第2.3节测试 化学反应热效应计算
-2.4 化学反应方向判据
--第2.4节测试 化学反应方向判据
-第2章测试 化学热力学基础
-3.1 影响化学反应速率的因素
--第3.1节测试 影响化学反应速率的因素
-3.2 化学反应速率理论
--第3.2节讨论 有人说根据反应方程式可以直接写出速率方程,这种说法对吗?
--第3.2节测试 化学反应速率理论
-3.3 化学平衡理论
--第3.3节测试 化学平衡理论
-3.4 化学平衡移动
--第3.4节测试 化学平衡移动
-第3章测试 化学反应速率与化学反应平衡
-4.1 酸碱理论
--第4.1节讨论 阿雷尼乌斯电离理论、酸碱质子理论和酸碱电子理论各有什么优缺点?
--第4.1节测试 酸碱理论
-4.2 水的电离平衡
--第4.2节测试 水的电离平衡
-4.3 弱酸弱碱平衡
--第4.3节测试 弱酸弱碱平衡
-4.4 盐水解平衡
--第4.4节测试 盐水解平衡
-4.5 缓冲体系
--第4.5节讨论 人体血浆中有哪些缓冲系统,最重要的是哪一个?
--第4.5节测试 缓冲体系
-第4章测试 酸碱平衡
-5.1 溶度积常数
--第5.1节测试 溶度积常数
-5.2 溶度积常数与溶解度换算关系
--第5.2节测试 溶度积常数与溶解度换算关系
-5.3 溶度积规则
--第5.3节测试 溶度积规则
-5.4 影响沉淀生成因素
--第5.4节测试 影响沉淀生成因素
-5.5 分步沉淀
--第5.5节测试 分步沉淀
-5.6 沉淀溶解
--第5.6节测试 沉淀溶解
-5.7 沉淀转化
--第5.7节测试 沉淀转化
-第5章测试 沉淀-溶解平衡
-6.1 原电池
--第6.1节测试 原电池
-6.2 电极电势
--第6.2节测试 标准电极电势
-6.3 Nernst方程
--第6.3节讨论 电池反应和电极反应的能斯特方程有什么异同点?
--第6.3节测试 电极电势Nernst方程
-6.4 电极电势的应用
--第6.4节讨论 怎么解释单质银不能从盐酸溶液中置换出氢气,但可从氢碘酸中置换出氢气
--第6.4节测试 电极电势应用
-6.5 元素电势图及其应用
--第6.5节测试 元素电势图及其应用
-第6章测试 氧化还原平衡
-7.1 玻尔氢原子模型
--第7.1节测试 玻尔氢原子模型
-7.2 波粒二象性
--第7.2节测试 波粒二象性
-7.3 薛定谔方程
--第7.3节测试 薛定谔方程
-7.4 四个量子数
--第7.4节测试 四个量子数
-7.5 波函数角度分布图
--第7.5节测试 波函数角度分布图
-7.6 多电子原子结构
--第7.6节测试 多电子原子结构
-7.7 元素性质的周期性变化
--第7.7节讨论 说说电离能和电子亲合能的变化趋势,其中有哪些特例
--第7.7节测试 元素性质的周期性变化
-第7章测试 原子结构与元素周期律
-8.1 现代价键理论
--第8.1节测试 现代价键理论
-8.2 杂化轨道理论
--第8.2节讨论 sp、sp2、sp3杂化轨道的成键能力的大小次序?
--第8.2节测试 杂化轨道理论
-8.3 价层电子对互斥理论
--第8.3节测试 价层电子对互斥理论
-8.4 分子轨道理论
--第8.4节测试 分子轨道理论
-第8章讨论 为什么说杂化轨道理论和价层电子对互斥理论存在互补关系
-第8章测试 分子结构
-9.1 晶体结构
--第9.1节测试 晶体结构
-9.2 金属键理论与金属晶体
--第9.2节测试 金属键与金属晶体
-9.3 离子键与离子晶体
--第9.3节测试 离子键与离子晶体
-9.4 离子极化理论
--第9.4节测试 离子极化理论
-9.5 分子间力与分子晶体
--第9.5节测试 分子间力与分子晶体
-9.6 氢键
--第9.6节测试 氢键
-第9章测试 晶体结构
-10.1 配位化合物组成及命名
--第10.1节测试 配位化合物组成和命名
-10.2 配合物解离平衡
--第10.2节测试 配合物解离平衡
-10.3 配合物解离平衡的移动
--第10.3节测试 配合物解离平衡移动
-10.4 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
--第10.4节测试 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
-10.5 配合物的晶体场理论
--第10.5节测试 配合物的晶体场理论
-第10章讨论 为什么大多数金属水合离子有颜色,但是锌离子、银离子无色
-第10章测试 配位化学基础
-第11章测试 氢和稀有气体
-第12章测试 碱金属和碱土金属
-第13章测试 硼族、碳族和氮族元素
-第14章测试 氧族元素和卤素
-第15章测试 过渡元素
-动植物体中微量元素的检测
-趣味实验小视频
--糖球烧焦案.m
--指纹重现江湖
--紫甘蓝汁的传奇