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IB 化學/平衡

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平衡

平衡主要涉及可逆反應和平衡本身的狀態。平衡可以定義為可逆反應達到的一種狀態,其中正向反應和逆向反應的速率相等。

動態平衡

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8.1.1 : 在所有反應中,實際上發生著兩個反應,一個反應是反應物生成產物,另一個反應是產物反應生成反應物。在某些反應中,這個第二個反應微不足道,但在其他反應中,會達到一個點,這兩個反應完全抵消......因此反應物和產物保持相等的比例,儘管兩者都在同時不斷地被消耗和生成。

8.2 平衡位置

8.2.1 : 平衡常數 Kc 是一個常數,它表示反應在給定溫度下將進行到什麼程度。

8.2.2 : 當 Kc 大於 1 時,產物超過反應物(在平衡狀態下)。當遠大於 1 時,反應幾乎完全進行。當 Kc 小於 1 時,反應物超過產物。當遠小於 1 時(Kc 永遠不能為負數......所以當它接近於零時),反應幾乎不會發生。

8.2.3 : 唯一可以改變給定反應的 Kc 值的是溫度的變化。然而,平衡位置可以在 Kc 值不變的情況下發生變化。

溫度的影響 : 溫度變化對反應的影響將取決於反應是放熱還是吸熱。當溫度升高時,勒沙特列原理表明反應將以抵消這種變化的方式進行,即降低溫度。因此,吸熱反應將向前進行,而放熱反應將向後進行(從而變為吸熱反應)。反之亦然,溫度降低。

濃度的影響 : 當產物的濃度增加時,反應將向逆方向進行,以降低產物的濃度。當反應物的濃度增加時,反應將向前進行,以降低反應物的濃度。

壓力的影響 : 在產生氣體的反應中(或右側的氣體摩爾數更多),壓力的增加將迫使反應向左(逆方向)進行。如果壓力降低,反應將向前進行以增加壓力。如果等式左側的氣體摩爾數更多,則所有這些都將反轉。

8.2.4 : 基於上一節,你應該能夠預測,如果溫度、壓力或濃度發生變化,給定反應將發生什麼情況。

8.2.5 : 催化劑既不影響 Kc 也不影響平衡位置,隻影響反應速率。

8.2.6 : N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g) : delta-H = -92.4 kJ mol-1 正如所見,左側的氣體摩爾數比右側更多,因此在高壓下將產生更大的產量。該反應是放熱的,因此它將在低溫下產生更大的產量,但這實際上是不可能的,因為反應速率變得太低,並且實際上必須提高溫度。還使用細碎的鐵作為催化劑來幫助加速反應(細碎是為了最大限度地提高表面積)。

HL 材料

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主題 17 是主題 8 的額外 HL 材料。

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