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无机化学
1.8.4 任务5.4 化学平衡的移动
任务5.4 化学平衡的移动

在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时,可建立一种动态化学平衡。当外界条件改变时,原平衡将被破坏,正、逆反应速率不再相等,反应将会向某一个反应方向进行,经过一定时间在新的条件下重新建立化学平衡,此时反应体系中各物质平衡浓度与原平衡状态下各物质平衡浓度不同。人们将这种当外界条件改变,可逆反应从一种平衡状态转变到另一种平衡状态的过程,称为化学平衡的移动。影响化学平衡的因素很多,这里主要讨论浓度、压强和温度对化学平衡的影响。

对于任一可逆反应

某时刻可逆反应在非平衡状态下体系中各物质浓度之间的关系为

其中Q 称为反应商,其数学表达式与平衡常数Kc 类似,但Q 表达式中浓度值为反应进行到某一时刻的浓度,为非平衡浓度,而Kc 表达式中浓度值则为平衡浓度。

只有反应达到平衡时,反应商Q 才与平衡常数Kc 相等(即Q=Kc)。通过比较某时刻反应商Q 与平衡常数Kc,可判断出这一时刻可逆反应所处的状态。

(1)当Q<Kc 或Q/Kc <1 时,可逆反应处于非平衡状态,反应向正反应方向进行(称平衡正向移动或向右移动),直至Q=Kc 为止(建立新的平衡)。

(2)当Q=Kc 或Q/Kc=1 时,可逆反应处于平衡状态(可逆反应在此条件下进行到最大限度)。

(3)当Q>Kc 或Q/Kc >1 时,可逆反应处于非平衡状态,反应向逆反应方向进行(称平衡逆向移动或向左移动),直至Q=Kc 为止(建立新的平衡)。

利用Kp 和KӨ 与相应的反应商相比较,也可以判断非平衡状态下可逆反应进行的方向,但必须注意K 和Q 的一致性。

已达平衡的可逆反应,当外界条件如浓度、压强、温度等发生改变时,致使Q≠Kc,平衡被破坏,就会发生平衡移动。下面讨论浓度、压强、温度等因素对化学平衡移动的影响。