
【化】 unstable chemical equilibrium
不稳定化学平衡(Unstable Chemical Equilibrium)指在特定外界条件下,化学反应的正向与逆向反应速率虽达到瞬时相等,但体系对外界扰动极为敏感,任何微小变化都会导致不可逆偏离平衡态的现象。该概念包含三个核心特征:
动态平衡性
系统满足质量作用定律,正逆反应速率相等($ u+ = u-$),但平衡常数$K$对应的吉布斯自由能变化$Delta G^circ = -RTln K$处于临界状态,体系能量位垒较低。
亚稳态特性
根据勒夏特列原理,此类平衡在温度、压力或浓度变化时,会迅速向新平衡移动。例如硝化甘油在冲击下的分解反应,其活化能仅需克服微弱能垒即发生剧烈变化。
热力学判据
通过势能面分析可证明,这类平衡对应的二阶导数$left(frac{partial G}{partial xi}right)_{T,P} approx 0$,导致系统稳定性显著低于稳定化学平衡。
在工业催化领域,该现象常见于自由基链式反应体系,如乙烯聚合过程中的反应器控制需精确维持操作参数,避免进入不稳定平衡区域引发爆聚事故。
(注:由于平台限制,实际引用来源未以链接形式展示,专业内容参考自国际纯粹与应用化学联合会
关于“不稳定化学平衡”的解释如下:
定义 不稳定化学平衡是指一个化学系统处于平衡状态时,对外界条件的微小扰动(如温度、压力或浓度变化)极其敏感,导致系统无法维持原有平衡,并迅速向某一方向移动,最终达到新的稳定状态。这种平衡在热力学上对应吉布斯自由能的局部极大值点。
热力学基础
与稳定平衡的区别 |特征 | 稳定化学平衡 | 不稳定化学平衡 | |----------------|----------------------|----------------------| | 对外界扰动的响应 | 自我恢复原状 | 迅速偏离原平衡 | | 自由能状态| 自由能极小值(势阱) | 自由能极大值(势垒) | | 实际存在性| 常见(如可逆反应) | 罕见,多为理论模型 |
实例
意义与应用 此类平衡在工业中需要严格规避(如某些易燃易爆化学品的存储),但在理论研究中有助于理解相变机制和非平衡态热力学。实际系统中更常见的是亚稳平衡(如金刚石在常温常压下可长期存在)。
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