平衡移动问题的实质 懂了会加分的
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解决时间 2021-01-18 12:55
- 提问者网友:眉目添风霜
- 2021-01-18 06:08
平衡移动问题的实质 懂了会加分的
最佳答案
- 五星知识达人网友:傲气稳了全场
- 2021-01-18 07:25
我们在讲温度对正逆反应速度的影响时,借助学生熟知的成语叙述成:“升温,对放热反应是锦上添花,对吸热反应则无疑是雪中送炭。锦上添花固然好,雪中送炭更难能可贵,因此升温对吸热反应影响大,吸热反应速度增程度大”。因为中学阶段不必也无法讲清为什么温度是如此影响化学反应速度的。只要掌握结论即可。如此一讲,学生觉得既好理解又有情趣,就顺利地帮助学生攻克这一由于抽象而引起的记忆上的难关。
至于理论解释,对中学生不大好讲(太深奥),你不妨看看:
温度对化学平衡的影响主要是改变平衡常数,因为平衡常数是温度的函数,随温度变化而变化(温度变化引起气体体积的变化的效应应当归如上一小节进行讨论)。
由 △rGmΘ=-RT㏑KΘ;△rGmΘ=△rHmΘ-T△rSmΘ
得 -RT㏑KΘ=△rHmΘ-T△rSmΘ
△rHmΘ
RT
△rSmΘ
R
㏑KΘ= -
设T1下平衡常数为K1,T2下平衡常数为K2,且T1 〉T2,记住我们假设焓变和熵变不随温度变化而变化,我们可得到:
△rSmΘ(298K)
R
△rHmΘ(298K)
RT1
㏑K1Θ≈ -
△rSmΘ(298K)
R
△rHmΘ(298K)
RT2
㏑K2Θ≈ -
用后式减前式即得:
K2Θ
K1Θ
-△rHmΘ(298K)
R
T1–T2
T1T2
㏑≈
或
K2Θ
K1Θ
△rHmΘ(298K)
R
T2–T1
T1T2
㏑≈
此式表明,温度对平衡常数的影响与反应的焓变的正负号是有关的,对于吸热反应,反应焓为正值,温度升高,平衡常数增大,对于放热反应,反应焓为负值,温度升高,平衡常数减小。下面是两个具体反应的例子:
从热力学数据表中可查获,氮气和氧气化合为NO的反应N2(g)+O2(g)〈==〉2NO(g)的焓变为180kJ/mol(298K),是一个吸热反应,温度升高,平衡常数增大:
反应温度/℃ 1538 2404
平衡常数 0.86×10-4 64×10-4
相反,合成氨反应是一个放热反应,N2(g)+3H2(g)〈==〉2NH3(g)的焓变为-92.22 kJ/mol(298K),温度升高,平衡常数减小:
T/K 473 573 673 773 873 973
KΘ 4.4×10-2 4.9×10-3 1.9×10-4 1.6×10-5 2.8×10-6 4.8×10-7
在讨论温度与平衡常数的关系时,常常会引起初学者的如下疑惑:由吉布斯-亥姆霍兹方程的一般式△GΘ=△HΘ-T△SΘ可见,对于放热熵增大反应,△HΘ是负值,-T△SΘ也是负值,随温度升高,T△SΘ增大,将导致反应的-△GΘ增大,这不是意味着反应向右进行的趋势增大吗?而放热反应的平衡常数随温度升高下降,这不是意味着反应向右进行的趋势减小吗?两者岂不是矛盾了吗?
需知:△GΘ和KΘ各自的意义是不同的。一个反应的-△GΘ越大,表明当反应系统中各物质都处于热力学标准状态下时,平衡点是否更靠近产物一方,或者说反应是否更彻底,而后者却是KΘ的物理意义。由-△GΘ=RT㏑KΘ,当温度升高,-△GΘ、T、KΘ同时在变化,-△GΘ和KΘ的变化不一定成正相关性,由此可以看 出:
放热熵增大反应,温度升高,-△GΘ变大,KΘ变小
放热熵减小反应,温度升高,-△GΘ变小,KΘ变小
吸热熵增大反应,温度升高,-△GΘ变大,KΘ变大
吸热熵减小反应,温度升高,-△GΘ变小,KΘ变大
△GΘ只能判断系统中各物质均处于标准状态时反应的方向,用它来判断一个在标态下的反应能否发生。而要判断反应物变成产物在理论上最高转化率多大,反应才会停止(达到平衡),只能用KΘ来判断。
至于理论解释,对中学生不大好讲(太深奥),你不妨看看:
温度对化学平衡的影响主要是改变平衡常数,因为平衡常数是温度的函数,随温度变化而变化(温度变化引起气体体积的变化的效应应当归如上一小节进行讨论)。
由 △rGmΘ=-RT㏑KΘ;△rGmΘ=△rHmΘ-T△rSmΘ
得 -RT㏑KΘ=△rHmΘ-T△rSmΘ
△rHmΘ
RT
△rSmΘ
R
㏑KΘ= -
设T1下平衡常数为K1,T2下平衡常数为K2,且T1 〉T2,记住我们假设焓变和熵变不随温度变化而变化,我们可得到:
△rSmΘ(298K)
R
△rHmΘ(298K)
RT1
㏑K1Θ≈ -
△rSmΘ(298K)
R
△rHmΘ(298K)
RT2
㏑K2Θ≈ -
用后式减前式即得:
K2Θ
K1Θ
-△rHmΘ(298K)
R
T1–T2
T1T2
㏑≈
或
K2Θ
K1Θ
△rHmΘ(298K)
R
T2–T1
T1T2
㏑≈
此式表明,温度对平衡常数的影响与反应的焓变的正负号是有关的,对于吸热反应,反应焓为正值,温度升高,平衡常数增大,对于放热反应,反应焓为负值,温度升高,平衡常数减小。下面是两个具体反应的例子:
从热力学数据表中可查获,氮气和氧气化合为NO的反应N2(g)+O2(g)〈==〉2NO(g)的焓变为180kJ/mol(298K),是一个吸热反应,温度升高,平衡常数增大:
反应温度/℃ 1538 2404
平衡常数 0.86×10-4 64×10-4
相反,合成氨反应是一个放热反应,N2(g)+3H2(g)〈==〉2NH3(g)的焓变为-92.22 kJ/mol(298K),温度升高,平衡常数减小:
T/K 473 573 673 773 873 973
KΘ 4.4×10-2 4.9×10-3 1.9×10-4 1.6×10-5 2.8×10-6 4.8×10-7
在讨论温度与平衡常数的关系时,常常会引起初学者的如下疑惑:由吉布斯-亥姆霍兹方程的一般式△GΘ=△HΘ-T△SΘ可见,对于放热熵增大反应,△HΘ是负值,-T△SΘ也是负值,随温度升高,T△SΘ增大,将导致反应的-△GΘ增大,这不是意味着反应向右进行的趋势增大吗?而放热反应的平衡常数随温度升高下降,这不是意味着反应向右进行的趋势减小吗?两者岂不是矛盾了吗?
需知:△GΘ和KΘ各自的意义是不同的。一个反应的-△GΘ越大,表明当反应系统中各物质都处于热力学标准状态下时,平衡点是否更靠近产物一方,或者说反应是否更彻底,而后者却是KΘ的物理意义。由-△GΘ=RT㏑KΘ,当温度升高,-△GΘ、T、KΘ同时在变化,-△GΘ和KΘ的变化不一定成正相关性,由此可以看 出:
放热熵增大反应,温度升高,-△GΘ变大,KΘ变小
放热熵减小反应,温度升高,-△GΘ变小,KΘ变小
吸热熵增大反应,温度升高,-△GΘ变大,KΘ变大
吸热熵减小反应,温度升高,-△GΘ变小,KΘ变大
△GΘ只能判断系统中各物质均处于标准状态时反应的方向,用它来判断一个在标态下的反应能否发生。而要判断反应物变成产物在理论上最高转化率多大,反应才会停止(达到平衡),只能用KΘ来判断。
全部回答
- 1楼网友:英雄的欲望
- 2021-01-18 10:52
这是规定,升温向吸热方向移动,降温向放热方向,
- 2楼网友:我住北渡口
- 2021-01-18 09:30
不要要求别人怎么说。这个有点麻烦,说不清楚。我是这样想的,放热反应放出来的热量是要移走,如果环境温度很高,散热的速度就会较慢,从而抑制了放热速度,即反应速度
- 3楼网友:孤老序
- 2021-01-18 07:58
就拿你的那个实验举例
N2+3H2=(可逆号)2NH3 (正反应放热)
正反应放热代表 正反应放出能量 你这时若加热 等于外界再给能量 则速率增大不明显
而正反应放热 逆反应就吸热 也就是说 逆反应需要外界能量 加热的话 不就给逆反应能量了吗 所以逆反应速率增大明显
N2+3H2=(可逆号)2NH3 (正反应放热)
正反应放热代表 正反应放出能量 你这时若加热 等于外界再给能量 则速率增大不明显
而正反应放热 逆反应就吸热 也就是说 逆反应需要外界能量 加热的话 不就给逆反应能量了吗 所以逆反应速率增大明显
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