化学平衡

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  化学平衡(chemical equilibrium),在一定条件下系统内能发生化学反应的各物质的组成将不随时间而改变的现象。它是一个动态平衡,从微观上看,处于化学平衡的系统内反应仍在进行,但正、逆两个方向的反应速率相等,因而系统的组成不变。

  平衡条件 化学反应的通式可表示为0=ΣBvB,式中B为反应方程式中的任一物质,v则是反应方程式中物质B的化学计量数,对反应物vB取负值,产物的vB取正值。如果反应系统为一封闭系统,且反应在无非体积功的条件下进行,则当ΣBvBμB<0时,反应可自动正向进行;当ΣBvBμB>0时,反应反向自动进行;当ΣBvBμB=0时,系统达到化学平衡状态。上述式中μB为反应系统在任一给定状态下物质B的化学势。定义化学平衡.jpg,A称为化学反应的亲和势。化学平衡的条件即为A=0。

  平衡常数 当系统在一定条件下达到化学平衡时,产物和反应物的数量之间将保持一定的关系,可用平衡常数来描述这种关系。

  在不同聚集态物质的反应中,可以根据物质B的化学势表达式,写出化学平衡2.jpg与系统平衡组成之间的关系式。

  一个化学反应的化学平衡2.jpg是该反应进行限度的标志。化学平衡2.jpg的值可由反应系统的平衡组成计算,也可根据某些已知的热力学数据计算。

  已经处于化学平衡的系统,如果环境条件发生变化,则系统的平衡状态被破坏,系统的组成发生变化,系统在新的条件下达到一个新的平衡状态,这种情况称为平衡的移动。温度、压力、惰性气体等因素的改变都可能引起平衡的移动。