化学平衡: 定義、法則、公式、問題例
化学平衡: 定義、法則、公式、問題例 – この議論では、化学平衡、公式の法則、および化学平衡の完全かつ簡単な例について説明します。 詳細については、以下のレビューを注意深く参照してください。
化学平衡: 定義、法則、公式、問題例
まずは化学平衡の意味をじっくり考えてみましょう。
化学平衡の定義
化学平衡は、反応物と生成物の反応速度が同じで、両方の濃度が一定である交互反応です。 化学平衡は、反応物の生成速度が生成物の生成速度と等しい交互反応でのみ発生します。
化学平衡には力学があるため、動的平衡と呼ばれることがあります。 動的平衡は、濃度条件が一定であるにもかかわらず、実際には反応が継続している交互反応です。 動的平衡は巨視的には起こりませんが、微視的に（物質粒子）は起こります。
化学平衡は、反応物の生成速度が生成物の生成速度と等しい交互反応でのみ発生します。 反応は微視的には継続的に起こるため、動的平衡と呼ぶことができます。
平衡状態の特徴
平衡状態の特徴は次のとおりです。
- 一定の温度と圧力の密閉容器内で発生します
- 反応物に対する反応速度は生成物に対する反応速度に等しい
- 反応は 2 つの反対方向に連続的に (動的に) 進行します。
- 発生は物質の粒子レベルで非常に微細です
- 生成物と反応物の濃度は固定されています
化学平衡の変化
濃度、温度、圧力または体積など、化学平衡に影響を与える要因がいくつかあります。
化学平衡に対する物質濃度の影響
いずれかの物質の濃度が増加すると、平衡反応はその濃度が加えられた物質に向かって（遠ざかって）シフトします。 いずれかの物質の濃度が低下すると、平衡反応はその物質の濃度が低下する方向にシフトします。
例：以下の反応式の場合
N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g) H = -92 kJ。
N2 の濃度を加えると平衡反応は右にシフトします。これは、物質の濃度を加えると反応平衡が添加濃度の方向からシフトするためです。
N2 濃度が減少すると、平衡反応は左に移動します。これは、物質の濃度が減少すると、平衡反応が濃度が減少する方向から移動するためです。
化学平衡に対する圧力と体積の影響
システム内の圧力が増加するか、体積が減少すると、反応平衡は分子数が少なくなる方向にシフトします。
システムにかかる圧力が減少するか、体積が増加すると、平衡反応は分子数が少なくなる方向にシフトします。
「圧力と体積は反比例の関係にある」
例：以下の反応式の場合
N2(g)+ 3H2(g) <==> 2NH3(g) H = -92 kJ
反応物のモル数 = 1 + 3 = 4
生成物のモル数 = 2
システム内の圧力が増加すると、平衡反応は右にシフトします。 圧力が増加すると、反応平衡は分子数が最も少ない方向に移動します。 つまり2。
系内の体積が減少すると、平衡反応は右にシフトします。 系の体積が減少すると、反応平衡はより小さな分子の方向にシフトします。 つまり2。
システム内の圧力が減少すると、圧力が増加すると平衡反応が左に移動します。 したがって、平衡反応は分子数が多い方、つまり 4 に向かってシフトします。
系内の圧力が増加すると、系の体積が増加するため、平衡反応は左に移動します。 したがって、平衡反応はより多くの分子、つまり 4 つの方向にシフトします。
化学平衡に対する温度の影響
系の温度が上昇すると、平衡反応は熱を放出する物質または吸熱物質に向かって進みます。
系の温度が低下すると、平衡反応は熱を放出する、または発熱する物質の方向に進みます。
例: 反応式の場合
[A] + [B] <==> [C] H = -X
[C]は発熱反応（熱を放出する）、[A]+[B]は吸熱反応（熱を必要とする）です。
温度が上昇すると、平衡反応は左に移動します。 システムが増加すると、平衡反応は熱を必要とする反応の方向にシフトします。 吸熱性の
温度が下がると平衡反応は右に移動します。 系が増加すると、平衡反応は熱を必要とする反応方向にシフトします。 吸熱性の
温度が下がると、平衡反応は右に移動します。 系の温度が上昇すると、反応平衡は熱を放出する方向に移動します。 発熱性の
化学平衡の法則
化学平衡の法則または平衡定数は、各反応物の濃度とそれぞれの係数ランクの係数ランクに対する生成物濃度の比です。 平衡定数は K または Kc で表すことができます。
化学平衡の一般式
化学平衡方程式または式は次のとおりです。
不均一平衡
この不均一平衡での反応に関与する物質の形態は異なるため、取り込まれた物質は 平衡定数を決定するのは、平衡定数が影響を受ける物質の濃度です。溶液は、 そしてガス。
均一平衡
この均一平衡では、反応に関与する物質の形態は同じであるため、平衡定数を決定するために物質のすべての濃度が使用されます。 ただし、平衡定数に影響を与えるのは気体と溶液のみであることを覚えておく必要があります。
化学平衡問題の例
平衡反応を仮定すると
2A + B <==> A2B
最初、2リットルの容器には2モルのAと2モルのBがあり、平衡状態にある0.5モルのAである場合、平衡定数は何ですか?
答え：
上記の記述に基づいて、モル数は次のように決定できます。
それで：
問題のボリュームは相互に打ち消し合うため、影響を与えます。
部分平衡定数
部分平衡定数は、各係数ランクの生成物の分圧と各係数ランクの反応物の分圧の積の比です。 部分平衡定数は Kp で表すことができます。
情報
P = 分圧
情報：
pX = 求められる分圧
nX = 分圧を求める物質のモル数
En = 系の総モル数
Ep = システムの総分圧
問題の例:
6 mol もの NH3 が加熱されて N2 と H2 になります。 平衡に達すると、2 mol の NH3 が残ります。ガス混合物の全圧が 10 atm の場合、Kp! の値を求めます。
答え：
上記の質問から、次のデータを取得できます。
系内の総モル数:
次の方程式を使用して、各物質の分圧を求めます。
したがって、pBH3 = 2 atm、pN2 = 2 atm、pH2 = 6atm となります。
平衡分圧と平衡定数の関係
この関係は次の方程式で表すことができます。
情報：
R = 気体定数
T = 温度
p、q、m、n = 反応物質の係数
解離度
解離度は、物質がどの程度解離するかを表す値です。 解離度を求める式は次のとおりです。
平衡定数の意味
平衡定数は、次のようないくつかの関数に使用できます。
- 平衡位置についての手がかりを与える
- 反応の方向を推定する
以上、について説明してきましたが、 化学平衡: 定義、法則、公式、問題例、うまくいけば、あなたの洞察力と知識を増やすことができます。 訪問していただきありがとうございます。他の記事もぜひお読みください。
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