普通化學、11.化學平衡

 11.化學平衡

可逆  密閉  恆溫  動態平衡    K<<0 逆反應  但K無關反應速度

平衡常數K = 生成物1^mole *生成物2^mole ..   /  反應物1^mole *反應物2^mole…

                                   if   固/液態純物質   =  1^ mole=1   (非氣體表達式直接省略)

逆反應的K = 正反應倒數   左右兩邊系數同*n  則新K值= K^n ； 多反應相消 K相乘

                 ex：A+B > C  K=10         A+C > D   K=2

                    C > A+B   K=0.1 ；2A+2B > 2C    K=100  ；  2A+B > D  K=20

K > 1 = G < 0 = 自發反應     K < 1  相反            * 反應平衡常數只受溫度影響

    Kp=分壓平衡常數 (算法同上，單位：atm)  = 生成物A分壓^比例*生成物B分壓^比例

                        ex:共2.25，0.75A氣體和1.5B氣體  Kp =  0.75 *(1.5)^2

    Kc=濃度平衡常數   (單位：體積莫耳濃度cM)

Kp=Kc*(RT)^∆n     R=0.082  T=溫度   △n  =  生成莫耳 – 反應莫耳數 

                                    *改變溫度=改變平衡常數=改變速度

自發K>1 ∆G<0    平衡 K=1 ∆G=0    *反應商數Q=K算法 但全用初濃度 如Q>K 則反應向左

*斷鍵後重組化學反應： 反應物斷鍵鍵能 - 生成物重組鍵能 = 反應熱

給K求濃度，代X  ex: 3molA~1.5L，2A>2B+C 先調成mol/L 起始 -2X  ；  

                                                   K= (2X)^2*X^2 / (2-2X)^2 

         如K遠小於0.1 ，分母X可以當0 ，如K值大於0.1 ，則必須解方程式

         *可以先假設反應向同一邊，讓其中一個物質歸零，再利用常數重新平衡

 (K可忽略

(K>0.1

勒沙特列原理：增加一種反應或生成物，反應往另一邊移動(損有餘)；
                                                                  移除=往移除邊移動(補不足)

*外在影響平衡常數唯一為溫度；濃度、壓力、催化劑均不影響平衡位置

*加固態物質不影響ex碳酸鈣      *體積增加=壓力小>往產生分子多那邊移動  

*吸熱反應> 溫度升高生成增加 平衡常數增加；  △H<0 =放熱反應> 溫度降低平衡向右

是否自發： 

吉布斯自由能  ∆G=   ∆H– T*∆S    =    焓 kJ  - 溫度*熵 J      標準生成自由能=生成1mole    

∆Hrxn  =  反應∆H – 生成∆H  kJ  (要*系數)    △Srxn  = 反應∆S– 生成∆S J   (要*系數)

*  ∆G= - R * T * ln(K) =   ∆H– T*∆S     R=8.314   T=溫度     K=平衡常數 

    ln(K) = - ∆H / R * 1 / T +  ∆S / R     ；   ( lnk & 1/T )平衡圖斜率= - ∆H / R

                                                    化學平衡=自由能最低點

標準狀態∆G <0；∆Ssys+∆Ssurr (亂度) > 0 =   任何溫度都自發   ∆H(內能) < 0放熱 多半自發 

△S > 0   △H < 0 任何溫度都自發 

△S < 0   △H > 0 任何溫度都非自發   

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