化学平衡
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化学平衡平衡类型上级分类平衡 (物理學)、化学稳态
化学平衡(英語:Chemical equilibrium)是指在宏观条件的可逆反应中,化学反应正逆反应速率相等,且反应物濃度和生成物浓度不再改變的状态。
化学平衡也是化学热力学的主要研究內容。
化學平衡的特徵[编辑]
當一個化學反應達到化學平衡後,需要外部變因恆定才能保持此平衡狀態。如果外部變因有所改變,此平衡狀態將被打破,反應將往另外一個平衡狀態進行。根据勒沙特列原理,當一個已達平衡的系統被變動,該系統會隨之改變,以抗衡該變動。
逆:化學平衡存在於可逆反應中。
等:正反應與逆反應速率相等。
動:化學平衡是一種動態平衡,也就是說,雖然宏觀下物質的量不再改變,但實際微觀上是物質不斷反應與生成。
定:宏觀下反應物與生成物的物質的量恒定不再改變。
變:條件改變,化學平衡就可能移動。
閉:一個化學平衡只存在於一個閉合系統,沒有物質的進入或離開。
化學平衡的判斷[编辑]
直接標誌[编辑]
正逆反應速率相等
反應物與生成物物質的量不再改變
間接標誌[编辑]
反应前后气体体积不同的反应,气体体积不发生改变。
如反应
N
2
(
g
)
+
3
H
2
(
g
)
↔
2
N
H
3
(
g
)
{\displaystyle \mathrm {N_{2}} (g)+\mathrm {3H_{2}} (g)\leftrightarrow \mathrm {2NH_{3}} (g)}
,若其体积不发生改变,则说明已经达到平衡。
反应物和生成物颜色不同的反应,混合物的颜色不发生改变。
如反应
2
N
O
2
(
g
)
{\displaystyle \mathrm {2NO_{2}} (g)}
(红棕色)
↔
N
2
O
4
(
g
)
{\displaystyle \leftrightarrow \mathrm {N_{2}O_{4}} (g)}
(无色),若混合气体颜色不发生改变,则说明已经达到平衡。
反应前后气体体积不同的反应,气体密度不发生改变。
如反应
2
S
O
2
(
g
)
+
O
2
(
g
)
↔
2
S
O
3
(
g
)
{\displaystyle \mathrm {2SO_{2}} (g)+\mathrm {O_{2}} (g)\leftrightarrow \mathrm {2SO_{3}} (g)}
,若混合气体密度不发生改变,则说明已经达到平衡。
反应体系的热量不再发生变化。
如反应
N
2
(
g
)
+
3
H
2
(
g
)
↔
2
N
H
3
(
g
)
−
Q
{\displaystyle \mathrm {N_{2}} (g)+\mathrm {3H_{2}} (g)\leftrightarrow \mathrm {2NH_{3}} (g)-Q}
,若混合气体不放热或吸热,则说明反应已经达到平衡。
熱力學[编辑]
判斷化學反應是否平衡,還可使用此式判斷
ΔrGm=ΣνΑμΑ=0
其中,μA是指反应中A物质的化学势。也就是说,化学反应达到平衡状态,意味着生成物的吉布斯自由能G达到最小。理论上来讲,对于产物已知的化学反应,应用吉布斯最小自由能法,结合反应物和生成物的热力学数据,就可以计算出平衡产物。
化学平衡反应的种类以及示例[编辑]
1.一般化学平衡(可逆反应)
平衡示例:
C
l
2
(
g
)
+
H
2
O
(
l
)
⇌
H
C
l
(
a
q
)
+
H
C
l
O
(
a
q
)
{\displaystyle \mathrm {Cl_{2}} (g)+\mathrm {H_{2}O} (l)\rightleftharpoons \mathrm {HCl} (aq)+\mathrm {HClO} (aq)}
2.溶解平衡
平衡示例:
C
O
2
(
g
)
⇌
C
O
2
(
a
q
)
{\displaystyle \mathrm {CO_{2}} (g)\rightleftharpoons \mathrm {CO_{2}} (aq)}
3.沉淀平衡
平衡示例:
A
g
+
(
a
q
)
+
C
l
−
(
a
q
)
⇌
A
g
C
l
(
s
)
{\displaystyle \mathrm {Ag^{+}} (aq)+\mathrm {Cl^{-}} (aq)\rightleftharpoons \mathrm {AgCl} (s)}
4.电离平衡
平衡示例:
弱酸:
3
H
F
⇌
H
2
F
+
+
H
F
2
−
{\displaystyle \mathrm {3HF\rightleftharpoons H_{2}F^{+}+HF_{2}^{-}} }
弱碱:
N
H
3
+
H
2
O
⇌
N
H
4
+
+
O
H
−
{\displaystyle \mathrm {NH_{3}+H_{2}O\rightleftharpoons NH_{4}^{+}+OH^{-}} }
H
2
O
:
2
H
2
O
⇌
H
3
O
+
+
O
H
−
{\displaystyle \mathrm {H_{2}O:2H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+OH^{-}} }
平衡混合物[编辑]
體系處於平衡狀態時,反應物和生成物的混合物稱為平衡混合物。
參見[编辑]
熱化學
可逆反應
正反應
逆反應
化學平衡常數
濃度商
轉化率
勒沙特列原理
等效平衡
查论编化学平衡概念
酸度系数
结合常数
结合选择性
缓冲溶液
化学平衡
化学稳定性
解离常数
分配系数
分配比
動態平衡
平衡常数
平衡解折叠
平衡级
哈米特酸度函数
亨利定律
液-液萃取
相图
优势区域图
相律
反应商
溶解平衡
配合物稳定常数
熱力學平衡
汽液平衡
勒沙特列原理
查论编平衡专题概念
不动点
平衡点
動態平衡
稳态
细致平衡
暫態
穩定性
理论
判据
李雅普诺夫稳定性
有界输入-有界输出
線性穩定(英语:Linear stability)
吸引子
隱藏吸引子
輸入-狀態穩定性
準穩態
臨界穩定
临界点
倾覆点
拐点
穩定半徑(英语:Stability radius)
多稳态
双稳
临界转换(英语:Critical transition)
演化稳定状态(英语:Evolutionarily stable state)
稳定措施(維基數據:Q44103811)
自稳定(英语:Self-stabilization)
防护因素(英语:Protective factor)
负反馈
可控制性
可预测性(英语:Predictability)
結構穩定性(英语:Structural stability)
结构
自发秩序
涌现
韌性
不稳定性
去穩定化
自由度
自由度 (工程学)
自然、工程与社会系统
力學平衡
静力平衡
流體靜力平衡
动力学平衡(英语:Dynamic balance)
轉動平衡
平衡力(英语:Equilibrant force)
熱力學平衡
热平衡
热化(英语:Thermalisation)
相平衡
汽液平衡
分配平衡(英语:Partition equilibrium)
可逆过程
非平衡定态(德语:Stationärer Prozess)
耗散系統
化学平衡
溶解平衡
电离平衡
化学稳定性
勒沙特列原理
热稳定性
化学稳态(英语:Steady state (chemistry))
質量作用定律
催化
可逆反應
動態平衡
地殼均衡
辐射平衡
穩態 (電子學)
亚稳定性(英语:Metastability (electronics))
体内稳态
能量稳态
體液平衡(英语:Fluid balance)
化学稳态(維基數據:Q14905559)
血糖水平
酸碱平衡
酸度系数
渗透调节
基因表达调控
體溫調節
人体温度调节(英语:Human thermoregulation)
血压调节(維基數據:Q14819786)
肾素-血管紧张素系统
平衡能力
平衡觉
間斷平衡
生态平衡
Alternative stable state(英语:Alternative stable state)
生態穩定性
抵抗力
恢复力
生态阈值
遺傳平衡(英语:Genetic equilibrium)
竞争均衡(英语:Competitive equilibrium)
社會均衡(英语:Social equilibrium)
工作與生活的平衡
反思平衡(英语:Reflective equilibrium)
權力平衡
Balancing (international relations)(英语:Balancing (international relations))
恐怖平衡
政治稳定(英语:Political stability)
稳定-不稳定悖论
經濟与博弈论均衡(德语:Gleichgewicht (Spieltheorie))
纳什均衡
强纳什均衡(英语:Strong Nash equilibrium)
子博弈均衡(英语:Subgame perfect equilibrium)
马尔可夫完美均衡(英语:Markov perfect equilibrium)
颤抖手完美均衡
恰当均衡(英语:Proper equilibrium)
ε-均衡
序贯均衡
准完美均衡(英语:Quasi-perfect equilibrium)
风险占优(英语:Risk dominance)
自我应验均衡(英语:Self-confirming equilibrium)
默滕斯稳定均衡(英语:Mertens-stable equilibrium)
贝叶斯-纳什均衡
贝叶斯完美均衡(英语:Perfect Bayesian equilibrium)
相关均衡
进化稳定策略
竞争均衡(英语:Competitive equilibrium)
帕累托效率
量子响应均衡(英语:Quantal response equilibrium)
局部均衡
一般均衡理论
穩態經濟(英语:Steady-state economy)
經濟穩定(英语:Economic stability)
物價穩定
金融稳定
其它相关概念
核(英语:Core (game theory))
夏普利值(英语:Shapley value)
位勢賽局
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