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无机化学
1.8.4.1 5.4.1 浓度对化学平衡的影响
5.4.1 浓度对化学平衡的影响

在一定温度下,可逆反应

达到平衡后,若在某时刻增大反应物A 或B 的浓度,根据质量作用定律可知,正反应速率会瞬间加快,使得v≠v(v>v),平衡状态被破坏,反应向着正反应的方向进行,反应物A 和B 的浓度不断减小,正反应速率不断减慢,同时生成物G 和H 的浓度不断增大,逆反应速率不断加快,反应进行一定时间后又会出现正反应速率与逆反应速率相等的状态,即在新的条件下建立新的平衡,同时体系中各物质浓度也发生改变,从原平衡状态转变到另一种平衡状态,如图5.2所示。可见,在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度,化学平衡向着正反应方向移动。

图5.2 增大反应物浓度

若在某时刻减小生成物G 或H 的浓度,根据质量作用定律可知,逆反应速率会瞬间减慢,同样使得v≠v(v>v),平衡状态被破坏,反应向着正反应的方向进行,反应进行一定时间后又会出现正反应速率与逆反应速率相等的状态,在新的条件下重新建立新的平衡,此过程如图5.3所示。可见,在其他条件不变的情况下,减小生成物浓度或增大反应物浓度,化学平衡向着正反应方向移动。同理可得,在其他条件不变的情况下,增大生成物浓度或减小反应物浓度,化学平衡向着逆反应方向移动。

浓度对化学平衡的影响,也可以通过比较浓度反应商Qc 和平衡常数Kc 来判断。

可逆反应达到化学平衡时,有

改变反应体系中任一反应物或者生成物浓度,会改变Qc 大小,使得Qc≠Kc,化学平衡发生移动。若增大反应物浓度或减少生成物浓度,会使Qc 减小,从而使得Qc <Kc,原有平衡被破坏,反应向正反应方向进行,直至Qc=Kc 为止,此时反应建立新的平衡;反之,若增大生成物浓度或减小反应物浓度,会使Qc 增大,从而使得Qc >Kc,反应向逆反应方向进行,同样在新的条件下建立新的平衡。

图5.3 减少生成物浓度

综上所述,在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向着正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,化学平衡向着逆反应方向移动。

在实际生产中,人们常使一种价廉易得的原料适当过量,以提高另一原料的转化率;或者不断分离某种生成物,促使化学平衡正向移动,保证原料充分利用,降低生产成本,提高经济效益。