在特定的条件下,当可逆反应进行到某一阶段时,正反应速率与逆反应速率相等,此时反应体系中的反应物和生成物的浓度将不再发生变化。这种状态被称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
1. 化学平衡研究的对象——可逆反应
可逆反应是在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
2. 表示方法
在化学方程式中,使用“=(可逆)”来表示可逆反应。
3. 特点详述
(1)三同:
①在同一条件下进行反应;②正反应与逆反应同时进行;③反应物与生成物同时存在。
(2)一小:
任一组分的转化率都小于100%。
4. 特征概括
(1)逆:化学平衡研究的对象是具有可逆性的化学反应。
(2)等:正反应速率与逆反应速率相等是化学平衡状态建立的标志。
即V(正)=V(逆)≠0。
(3)动:化学平衡是动态的。虽然V(正)=V(逆),但正、逆反应仍在进行。
(4)定:在平衡体系中,反应物和生成物的浓度或百分含量保持恒定,不随时间改变而改变。
(5)变:任何化学平衡状态都是暂时的、相对的、有条件的,会随浓度、温度、压强等条件的变化而改变。
5. 化学平衡状态的判断方法
具体判断方法为“一等六定”:
(1)正逆反应速率相等;
(2)物质的量、平衡浓度、百分含量、转化率、产率以及正逆反应速率都保持一定。
6. 等效平衡问题
在解决等效平衡问题时,需明确是“温度和体积一定”还是“温度和压强一定”。同时需注意某些特殊反应类型,如气体物质的量不变的反应在恒温恒压下的等效平衡情况。
7. 应用勒夏特列原理的注意事项
在应用勒夏特列原理时,需注意是否真的改变了影响化学平衡的条件,以及可逆反应是否存在能够减弱某项条件改变的反应方向。应注意平衡移动的方向与原料转化率、反应速率之间的关系。
8. 图像分析要点
图像分析时,需认清坐标系及纵、横坐标的意义,与勒夏特列原理相结合进行分析。注意观察图像的起点、拐点、终点,以及曲线的变化趋势。在转化率~时间图中,曲线上的点不一定都表示平衡状态,需注意“拐点”所代表的温度、压强及速率的变化情况。