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  • 第三节影响化学平衡的条件
  • 发布时间:2019-04-15 15:17 | 作者:admin | 来源:未知 | 浏览:
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  •   第三节影响化学平衡的条件
      
      化学平衡只有在一定的条件下才能保持,当一个可逆反应达到化学平衡状态后,如果改变浓度、压强、温度等反应条件,达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变,从而达到新的平衡状态。
      
      我们研究化学平衡的目的,并不是希望保持某一个平衡状态不变,而是要研究如何利用外界条件的改变,使旧的化学平衡破坏,并建立新的较理想的化学平衡。例如,使转化率不高的化学平衡破坏,而建立新的转化率高的化学平衡,从而提高产量。我们把可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。下面,我们着重讨论浓度、压强和温度的改变对化学平衡的影响。
      
      一、浓度对化学平衡的影响
      
      【实验3-1】在一个小烧杯里混合10mL0.01mol/LFeCl3溶液和10mL0.01mol/LKSCN(硫氰化钾)溶液,溶液立即变成红色。
      
      把该红色溶液平均分入3个试管中。在第一个试管中加入少量1mol/LFeCl3溶液,在第二个试管中加入少量1mol/LKSCN溶液。观察这两个试管中溶液颜色的变化,并与第三个试管中溶液的颜色相比较。
      
      FeCl3与KSCN起反应,生成红色的Fe(SCN)3①(硫氰化铁)和KCl,这个反应可表示如下:
      
      FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl
      
      从上面的实验可知,在平衡混合物里,当加入FeCl3溶液或KSCN溶液后,试管中溶液的颜色都变深了。这说明增大任何一种反应物的浓度都促使化学平衡向正反应的方向移动,生成更多的Fe(SCN)3。
      
      其他实验也可证明,在达到平衡的反应里,减小任何一种生成物的浓度,平衡会向正反应的方向移动;减小任何一种反应物的浓度,平衡会向逆反应的方向移动。
      
      综上所述,在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应的方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应的方向移动。
      
      讨论
      
      运用浓度对化学反应速率的影响以及化学平衡常数不随浓度改变等知识,解释浓度对化学平衡的影响。
      
      在生产上,往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料得到充分利用。例如,在硫酸工业里,常用过量的空气使SO2充分氧化,以生成更多的SO3。
      
      二、压强对化学平衡的影响
      
      处于平衡状态的反应混合物里,不管是反应物还是生成物,只要有气态物质存在,那么改变压强也常常会使化学平衡移动。
      
      我们可以用下列反应来说明压强对化学平衡的影响。
      
      用注射器吸入少量NO2和N2O4的混合气体,然后将注射器针头插入橡皮塞中以封口,如图3-8所示。将注射器活塞反复往里推和往外拉,可以观察到随压强变化对化学平衡的影响。当活塞往外拉时,混合气体的颜色先变浅又逐渐变深。应怎样理解呢?这必然是由于针筒内体积增大,使气体的压强减小,浓度也减小,颜色变浅。后来颜色逐渐变深,这必然是由于化学平衡向着生成NO2反应的方向即气体体积增大的方向(每1体积N2O4分解生成2体积NO2)移动了。当活塞往里推时,混合气体的颜色先变深又逐渐变浅。这必然是由于针筒内体积减小,气体的压强增大,浓度也增大,颜色变深。由于化学平衡向着生成N2O4的方向即气体体积缩小的方向移动,因此混合气体的颜色又逐渐变浅了。
      
      上述实验证明,在其他条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。
      
      在有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有变化,例如:
      
      在这种情况下,增大或减小压强都不能使化学平衡移动。
      
      固态物质或液态物质的体积,受压强的影响很小,可以忽略不计。因此,如果平衡混合物都是固体或液体,改变压强不能使化学平衡移动。
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