化學反應總是沿著自由焓減小的方向,從高自由焓的反應物變?yōu)榈妥杂伸实漠a物,當反應物與產物的自由焓相等時,反應就達到了化學平衡。
合成甲醇的化學方程式
300攝氏度、12MPa,和在催化劑作用下,由一氧化碳和氨合成甲醇。如果輸入l00molCO和200molH2,但最多只能有60molCO和120molH2參加反應,即反應物的最大轉化率只有60%,可見反應后仍有相當大一部分原料沒有轉化。這說明,以一定方向進行的化學反應,常常是不能反應到底,而是有一定限度的。為什么不能把更多的CO和H2轉化為甲醇呢?有什么因素限制這樣做呢?這里的主要原因是由于合成甲醉反應是一個可逆反應。
反應的化學方程式為CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
平衡常數(shù)K=c(CH3OH)/c(CO)c(H2)2
,故答案為:c(CH3OH)/c(CO)c(H2)2
這種可逆反應可以同時向正反兩個方向進行,即CO和H2可以生成甲醇(正向反應),同時甲醇也可以分解成CO和H2(逆向反應),在一定條件(溫度、壓力、濃度)下,經過足夠長的一段時間后,當正逆方向的反應速度相等時,整個系統(tǒng)就達到了平衡狀態(tài)。這種平衡狀態(tài)就稱為化學反應平衡狀態(tài),簡稱化學平衡。這時,整個系統(tǒng)中各物質的濃度不再隨時間而變,產物和反應物之間的量冇一定的比例關系。