对了,我们还忽略了化学反应速率的表达式,我们选用单位时间,反应物或者生成物的浓度的改变量,来表达反应速率,v=△C/△t,时间单位常用分钟,所以在高中反应速率的单位通常是mol/(L·min),谈及反应速率的表达式我们还要注意到这个和你选择的物质的有关,同样的一个化学反应,你选择其中不同的物质作为参考,得出的反应速率也就不一样 。
之所以选择浓度的改变量来作为反应速率,是因为浓度方便测量,你要是选择质量、物质的量或者压强的改变量,其实本质上是可以的 。不过也不要给自己添乱子,安安分分地按照浓度来吧 。
三、化学反应的限度(化学平衡)
前面我花了很大篇章来谈及化学反应速率,不过最重要的还是在化学反应限度这块!就好比追女孩(原谅我喜欢用这个例子),你就算把他追到手了,更重要的是你和她的关系到底如何,好到如何程度?同样对于一个化学反应,我们也要知道它究竟能进行到什么程度?
在前面的反应速率里面,我提及到了当化学反应结束时,怎么怎么样,这个结束就可以看做为化学反应限度 。假设我还是一个化工厂厂长,这个厂生产合成氨,就是用氢气和氮气反应生产氨气,我在做实验的时候,发现100g的氢气,最后只有1g能够转化为氨气,剩下的99g我就算放一万年,它还是保持99g不变,无法继续转化为氨气 。
这时候我们称为反应达到了平衡,也就是这个反应它达到了极限,再想让它生产氨气,你就必须改变条件了,要想马儿跑,就必须给马儿吃草 。有点基础的同学,就可能就要问啦,我记得化学平衡里面有什么可逆反应 。
对!就是可逆反应,因为很多化学反应不是说达到平衡就停止了!只是看起来停止了,实际上没有 。就好比睡得像猪一样的人,看起来他没有动静,对外界的反应也没回应,就像死掉了一样,但是本质上还是活着的!同样对于一个达到反应限度的可逆反应,它已经化学平衡了,看起来放一万年没啥变化,就像“死掉的化学反应”,但是化学反应依旧在进行着,反应物会不断地变成生成物,同样生成物也会不断变成反应物,这一些都在你眼皮子底下进行着,你却看不到也难以测量出来 。是因为反应物变成生成物,同样生成物也会变成反应物,正向反应的速率和逆向反应的速率是一样的,所以反应物以及生成物的质量没有改变 。
这个就好比,你吃一碗黄焖鸡花了20元,但是呢你做大扫除又赚到了20元,看起来你的总资金没有变化,但是你的资金是在流动的,有支出也有收获!
其实呢,对于所有的可逆反应,一旦反应开始进行,反应物转化成生成物,这时候,不单单只有反应物转化为生成物这个过程,还有生成物转化成反应物这个过程,所以反应还没到达限度的时候,正向反应和逆向反应是同时进行的!我们只能看到反应只能是正向进行的,是因为正向反应的速率大于逆向反应是速率 。
敲黑板,一个可逆反应,从反应开始到反应达到限度处于平衡时候,正向反应和逆向反应是同时存在的 。并且直到平衡,正向反应和逆向反应还存在,它的反应速率是相等的且不为0.
对了,这时候好事的同学可能又要问了,你一直说化学反应进行达到限度,他就平衡了,那么我又怎么知道它是不是真正的平衡了呢?可能它的反应速率很慢啊,我测量的间隔太靠近了,看不出物质还在改变啊,怎么解?还有有没有啥标准来判断反应是达到了限度呢?
很好,问题到这里,我们就可以引出著名的平衡常数K,下面有请K老爷出场!
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K表示 。
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