巖土工程師基礎(chǔ)輔導(dǎo):普通化學(xué)(17)
1.化學(xué)平衡的特征
(1)當(dāng)正、逆兩方向反應(yīng)速率相等時(shí),即υ正=υ逆系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài);
(2)生成物和反應(yīng)物的濃度(或壓力)不再隨時(shí)間變化;
(3)化學(xué)平衡是有條件的、相對(duì)的、暫時(shí)的動(dòng)態(tài)平衡。條件改變,平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)。
2. 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)kθ
(1) 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),生成物相對(duì)濃度(或相對(duì)壓力)以計(jì)量系數(shù)為指數(shù)的的乘積與反應(yīng)物相對(duì)濃度(或相對(duì)壓力)以計(jì)量系數(shù)為指數(shù)的的乘積的比值為一常數(shù),此常數(shù)稱為該反應(yīng)在該溫度下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),以kθ表示。
(2) kθ的表達(dá)式
對(duì)于氣體反應(yīng): aA(g) +bB(g)=====gG(g) +dD(g)
kθ=
對(duì)于溶液中的反應(yīng): aA(aq) +bB(aq)=gG(aq) +dD(aq)
kθ=
式中, pθ=100kPa ; Cθ=1 moldm-3
說(shuō)明:
1) kθ只是溫度的函數(shù),溫度一定, kθ為一常數(shù),不隨濃度或壓力而變。
2) 反應(yīng)中的液態(tài)和固態(tài)純物質(zhì),作為常數(shù)“1”不帶入平衡常數(shù)表達(dá)式。
3)kθ表達(dá)式,與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)
例,
N2 + 3H2 = 2NH3 ; k1θ
N2 + H2 = NH3 ; k2θ
2NH3 = N2 + 3H2 ; k3θ
3.多重平衡規(guī)則:如果某個(gè)反應(yīng)可以表示為兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)的總和,則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積.可表示為:
反應(yīng)(3)=反應(yīng)(1)+反應(yīng)(2); k3θ= k1θ. k2θ
反應(yīng)(3)=反應(yīng)(1)-反應(yīng)(2); k3θ= k1θ/k2θ
4. 轉(zhuǎn)化率
5.平衡中物質(zhì)量關(guān)系及有關(guān)平衡的計(jì)算
(1)已知初始濃度和轉(zhuǎn)化率,通過(guò)化學(xué)平衡可求平衡常數(shù);
(2)已知平衡常和數(shù)初始濃度,通過(guò)化學(xué)平衡可求平衡濃度和轉(zhuǎn)化率.
例,在一定溫度下,將1.0mol N2O4(g)放入一密閉容器中,當(dāng)反應(yīng)N2O4(g)= 2NO2(g)達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)有0.8mol NO2(g),氣體總壓力為100.0kPa,求該反應(yīng)的Kq。
解: N2O4(g) = 2NO2(g)
平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol 0.6 0.8
平衡時(shí)的摩爾分?jǐn)?shù) x 0.6/1.4 0.8/1.4
平衡分壓為: 0.6/1.4 ×P總=42.86 kPa ; 0.8/1.4 × P總=57.14 kPa
6.溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響
(1)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kq與ΔrGqm的關(guān)系
(2)溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響
可見,溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響與反應(yīng)的熱效應(yīng)有關(guān)。
1)對(duì)于吸熱反應(yīng),△rHmθ >0,隨溫度升高,平衡常數(shù)增大.即T↑, kθ↑
2)對(duì)于放熱反應(yīng),△rHmθ<0, 隨溫度升高,平衡常數(shù)減少.即T↑, kθ↓
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2014年巖土工程師考試網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)招生簡(jiǎn)章
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