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2015年电气工程师考试《普通化学》知识点:化学平衡
一、化学反应的可逆性
几乎所有反应都是可逆的,只是有些反应在已知的条件下逆反应进行的程度极为微小,以致可以忽略,这样的反应通常称之为不可逆。如KClO3加热分解便是不可逆反应的例子。
在一定条件下,既能向正方向进行又能向逆方向进行的反应称可逆反应。如反应:
在高温下CO与H2O能反应生成H2和CO2,同时H2与CO2也能反应生成CO和H2O。对这样的反应,为强调可逆性,在反应式中常用 代替等号。
可逆反应在进行到一定程度,便会建立起平衡。例如,一定温度下,将一定量的CO和H2O加入到一个密闭容器中。反应开始时,CO和H2O的浓度较大,正反应速率较大。一旦有CO2和H2生成,就产生逆反应。开始时逆反应速率较小,随着反应进行,反应物的浓度减少,生成物的浓度逐渐增大。正反应速率逐渐减少,逆反应速率逐渐增大。当正、逆反应速率相等时,即达到平衡状态。正、逆反应速率相等时的状态叫做化学平衡。
二、化学平衡及特征
1、化学平衡的特征:
(1)化学平衡是一种动态平衡。表面上看来反应似乎已停止,实际上正逆反应仍在进行,只是单位时间内,反应物因正反应消耗的分子数恰等于由逆反应生成的分子数。
(2)化学平衡是暂时的、有条件的平衡。当外界条件改变时,原有的平衡即被破坏,直到在新的条件下建立新的平衡。
2、化学平衡常数
(1)实验平衡常数
在一定温度下液相达平衡时,都能建立如下的关系式
生成物浓度幂的乘积,除以反应物浓度幂的乘积为一常数Kc。由上式可见,Kc值越大,表明反应在平衡时生成物浓度的乘积越大,反应物浓度的乘积越小,所以反应进行的程度越高。
对气体反应,还可用气体的分压代替浓度。平衡常数表达式可写成Kp,称压力经验平衡常数。
书写和应用平衡常数的几点说明:
①平衡常数表达式需与计量方程式相对应,同一化学反应用不同计量方程式表示时,平衡常数表达式不同,得到的数值也不同。
②纯固体与纯液态及水溶液中参加反应的水的浓度在平衡常数表达式中不出现;
③ 写入平衡常数表达式中各物质的浓度或分压,必须是在系统达到平衡状态时相应的值。气体只可用分压表示。
④ 温度发生改变,化学反应的平衡常数也随之改变,因此,在使用时须注意相应的温度。
平衡常数的意义
①平衡常数是可逆反应的特征常数。对同类反应来说K越大,反应进行得越完全。
②由平衡常数可以判断反应是否处于平衡态和非平衡态时反应进行的方向。
多重平衡的平衡常数
多重平衡的规则:在相同条件下,如有连个反应方程式相加或相减得到第三个反应方程式,则第三个反应方程式的平衡常数为前两个反应方程式平衡常数之积或之商。
若:③ ==①+ ② 则 K3 = K1 × K2
若:③==① - ② 则 K3 = K1/K2
3 、平衡常数与平衡转化率
转化率 : a = 某反应物已转化的量/某反应物的重量×100%
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