平衡(equilibrium)和稳态(steady state)的区别

平衡态和稳态是物理化学中关于系统中发生的化学反应的两个术语。通常,在化学反应中,反应物变成产物。在某些反应中,反应物完全转化为产物,但在另一些反应中,反应物部分转化为产物。这两个术语都描述了特定化学反应的一个阶段,其中反应混合物中各组分的浓度保持不变。但由于多种原因,反应的平衡态与稳态不同。平衡态和稳态之间的主要区别在于,平衡态是一种正向反应速率等于反向反应速率的状态,而稳态是一种中间体浓度恒定的...

主要差异均衡(main difference equilibrium) vs. 稳态(steady state)

平衡态和稳态是物理化学中关于系统中发生的化学反应的两个术语。通常,在化学反应中,反应物变成产物。在某些反应中,反应物完全转化为产物,但在另一些反应中,反应物部分转化为产物。这两个术语都描述了特定化学反应的一个阶段,其中反应混合物中各组分的浓度保持不变。但由于多种原因,反应的平衡态与稳态不同。平衡态和稳态之间的主要区别在于,平衡态是一种正向反应速率等于反向反应速率的状态,而稳态是一种中间体浓度恒定的化学反应阶段。

覆盖的关键领域

1.什么是均衡-定义、原则、影响均衡的因素2.什么是稳态-定义、原则、影响稳态的因素3.均衡和稳态的区别是什么-关键区别的比较

Key Terms: Equilibrium, Equilibrium C***tant, Le Châtelier’s Principle, Products, Reactants, Reaction Rate, Steady State平衡(equilibrium)和稳态(steady state)的区别

什么是平衡(equilibrium)?

平衡是一种状态,其中正向反应的速率等于反向反应的速率。虽然有些化学反应已经完成,但有些化学反应并没有完全发生。例如,水溶液中的弱酸和弱碱部分地分解成离子。然后,我们可以观察到溶液中既有分子也有离子。因此,可以说分子和离子(例如酸和它的共轭碱)之间是平衡的。这是因为酸或碱的离解速率等于其离子形成酸或碱的速率。

当反应混合物处于平衡状态时,反应物和产物的浓度没有净变化。让我们考虑一个例子来理解这个概念。

Main Difference - Equilibrium vs Steady State

Figure 1: The equilibrium between acetic acid and its conjugated base

上图显示了乙酸与其共轭碱之间的平衡。这里,正向反应是醋酸分子的解离,而反向反应是醋酸分子的形成。为了理解平衡系统的行为,我们可以使用lechâ泰利埃原理。

根据勒赫的说法â泰利埃原理认为,当系统的平衡受到干扰时,它往往会通过改变一些条件来重新获得平衡状态。换言之,如果平衡受到干扰,系统往往会自我调整。

例如,在上述平衡中,如果我们向溶液中加入更多的醋酸,那么该体系中醋酸的量就会增加。为了达到平衡,一些醋酸分子会离解,形成共轭碱,系统会再次达到平衡。换言之,为了重新调整系统,将发生正向反应。

对于平衡系统,我们可以定义一个平衡常数。这个常数取决于系统温度的变化。在恒温条件下,某一反应混合物的平衡常数总是有一个固定值。

什么是稳态(steady state)?

化学反应的稳定状态是中间体浓度恒定的阶段。如果某一化学反应通过几个步骤(基本步骤)发生,则反应速率将由速率决定步骤决定。这是最慢的一步。然后给出了反应速度最慢的一步。但当反应步骤不可识别时,就不能识别最慢的步骤来确定反应速率。在这种情况下,我们可以考虑在短时间内具有恒定浓度的中间产物。

平衡(equilibrium)和稳态(steady state)的区别

反应的基本步骤形成中间分子。中间体不是反应物或产物,而是在化学反应过程中形成的分子。当最慢的步骤无法识别时,我们可以用中间体的浓度来计算反应速率。这种短寿命的中间体是在反应的稳定状态下形成的。

平衡(equilibrium)和稳态(steady state)的区别

定义

平衡:平衡是一种状态,其中正向反应的速率等于反向反应的速率。

稳定状态:化学反应的稳定状态是中间体浓度恒定的阶段。

浓度

平衡:在平衡中,反应物和产物的浓度是恒定的。

稳定状态:在稳定状态下,只有中间产物的浓度是恒定的。

反应物和产物

平衡:在平衡状态下,反应物和产物的浓度是恒定的。

稳定状态:在稳定状态下,反应物和产物的浓度是变化的。

反应类型

平衡:平衡有正向和反向反应。

稳态:当速率决定步骤不可识别时,稳态很有用。

结论

平衡态和稳态在预测化学反应速率时很有用。虽然这些术语的应用不同,但平衡态和稳态都能解释反应混合物的行为。平衡态和稳态之间的主要区别在于,平衡态是一种正向反应速率等于反向反应速率的状态,而稳态是一种中间体浓度恒定的化学反应阶段。

引用

1.“稳态近似”,《化学LibreTexts,LibreTexts》,2016年4月20日,此处提供。查阅日期:2017年10月2日化学平衡原理〉《化学LibreTexts,LibreTexts,2016年7月21日》,现查阅。2017年10月2日查阅。 2.“化学平衡原理”,《化学LibreTexts》,Librettes,2016年7月21日,

  • 发表于 2021-06-29 15:20
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  • 分类:科学

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