化学平衡

本章要点： 三个概念：平衡、平衡常数、压力商 两个方程：等温方程、等压方程 平衡的测量、计算、影响因素

化学平衡

• 化学反应的等温方程
  • 压力商
  • 理想气体反应的等温方程
• 理想气体反应的标准平衡常数
  • 标准平衡常数
    • 平衡压力商在一定温度下为一定值，称为标准平衡常数或热力学平衡常数
  • 化学反应的等温方程式
    • 压力商判据
• 平衡常数及平衡组成的计算
  • 分解压
    • 固体物质在一定温度下分解达到平衡时产物中气体的总压力
  • 解题步骤
    • 写出反应计量方程式
    • 列出反应的量的变化关系
    • 写出平衡常数的表达式
    • 代入数据求解
• 温度对化学平衡的影响
  • 吉布斯-亥姆霍兹方程
  • 化学反应的等压方程
    • • 定积分式
        • 据此可从一个温度下的平衡常数求得另一温度下的平衡常数
      • 不定积分式
        • 据此作lnK（Φ）-1/T图得直线，根据斜率求得ΔrH（m，Φ）
    • 吸热反应
      • 随温度升高而增大
    • 放热反应
      • 随温度升高而减小
    • 升高温度有利于平衡朝着吸热方向移动
• 其他因素对化学平衡的影响
  • 压力对平衡的影响
    • 理想气体反应
      • ∑νB > 0（气体分子数增大）时，p↑，Kx↓，平衡左移
      • ∑νB < 0（气体分子数减小）时，p↑，Kx↑，平衡右移
      • ∑νB = 0（气体分子数不变）时，压力对平衡无影响
    • 凝聚相反应
      • ΔrVm>0（体积增大）时，p↑，ΔrGm↑，不利于正反应
      • ΔrVm<0（体积减小）时，p↑，ΔrGm↓，有利于正反应
      • ΔrVm=0（体积不变）时，压力对反应没有影响
    • 增大压力有利于平衡朝着体积减小的方向移动
  • 惰性气体对平衡的影响
    • 惰性气体是指不参加反应的气体组分
    • 总压不变时
      • ∑νB > 0（气体分子数增大）时，加入惰气，Kn↑ ，平衡右移
      • ∑νB < 0（气体分子数减小）时，加入惰气，Kn↓ ，平衡左移
      • ∑νB = 0（气体分子数不变）时，惰气对平衡无影响
    • 1、总压不变时，加入惰性气体有利于平衡朝着气体分子数（体积）增大的方向移动。2、体积不变时，加入惰性气体对平衡没有影响。
  • 增加反应物的量对平衡的影响
    • 对气相反应 aA + dD == gG + hH
      • 恒温恒容条件下，加入反应物，使平衡右移
      • 恒温恒压条件下，加入反应物，平衡不一定右移，原料配比对其有影响
      • 总压不变时，若原料气中不含产物，则随着反应物摩尔比nD/nA从 0 增加到∞，气体 A 的转化率将逐渐增大，气体 D 的转化率将逐渐减小，但产物在混合气中的平衡含量则仅在反应物摩尔比等于化学计量比时才达到最大值。在最大值以后增加 D 或在最大值以前增加 A，都使产物的含量减少，平衡左移
  • 勒夏特列平衡移动原理
    • 把平衡的某一因素加以改变之后，平衡将朝抵消这一改变的效果的方向移动
• 总压不变时加入惰性气体，各反应组分的分压下降，相当于降低总压； 体积不变时加入惰性气体，各反应组分的分压不变

平衡常数和等温方程的各种表示法

• 压力平衡常数
• 逸度平衡常数
• 摩尔分数平衡常数
• 浓度平衡常数
• 活度平衡常数