IB 化学/平衡
平衡主要涉及可逆反应和平衡本身的状态。平衡可以定义为可逆反应达到的一种状态,其中正向反应和逆向反应的速率相等。
8.1.1 : 在所有反应中,实际上发生着两个反应,一个反应是反应物生成产物,另一个反应是产物反应生成反应物。在某些反应中,这个第二个反应微不足道,但在其他反应中,会达到一个点,这两个反应完全抵消......因此反应物和产物保持相等的比例,尽管两者都在同时不断地被消耗和生成。
8.2 平衡位置
8.2.1 : 平衡常数 Kc 是一个常数,它表示反应在给定温度下将进行到什么程度。
8.2.2 : 当 Kc 大于 1 时,产物超过反应物(在平衡状态下)。当远大于 1 时,反应几乎完全进行。当 Kc 小于 1 时,反应物超过产物。当远小于 1 时(Kc 永远不能为负数......所以当它接近于零时),反应几乎不会发生。
8.2.3 : 唯一可以改变给定反应的 Kc 值的是温度的变化。然而,平衡位置可以在 Kc 值不变的情况下发生变化。
温度的影响 : 温度变化对反应的影响将取决于反应是放热还是吸热。当温度升高时,勒沙特列原理表明反应将以抵消这种变化的方式进行,即降低温度。因此,吸热反应将向前进行,而放热反应将向后进行(从而变为吸热反应)。反之亦然,温度降低。
浓度的影响 : 当产物的浓度增加时,反应将向逆方向进行,以降低产物的浓度。当反应物的浓度增加时,反应将向前进行,以降低反应物的浓度。
压力的影响 : 在产生气体的反应中(或右侧的气体摩尔数更多),压力的增加将迫使反应向左(逆方向)进行。如果压力降低,反应将向前进行以增加压力。如果等式左侧的气体摩尔数更多,则所有这些都将反转。
8.2.4 : 基于上一节,你应该能够预测,如果温度、压力或浓度发生变化,给定反应将发生什么情况。
8.2.5 : 催化剂既不影响 Kc 也不影响平衡位置,只影响反应速率。
8.2.6 : N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g) : delta-H = -92.4 kJ mol-1 正如所见,左侧的气体摩尔数比右侧更多,因此在高压下将产生更大的产量。该反应是放热的,因此它将在低温下产生更大的产量,但这实际上是不可能的,因为反应速率变得太低,并且实际上必须提高温度。还使用细碎的铁作为催化剂来帮助加速反应(细碎是为了最大限度地提高表面积)。
主题 17 是主题 8 的额外 HL 材料。