【题库】化学平衡

第八章 化学平衡 8 1 可逆反应与化学平衡可逆反应与化学平衡 一一 可逆反应可逆反应 在一定的条件下 一个化学反应可按方程式从 左到右进行 又可从右到左进行叫可逆反应 化学反应可逆性是普遍存在的 只是反应的 程度不同而已 例如反应 1 CO g H2O g CO2 g H2 g 2 Ag aq Cl aq AgCl s 3 3H2 g N2 g 2NH3 g 二 化学平衡二 化学平衡 在可逆反应中 正反应和逆反应的速率相 等时反应物和生成物的浓度不再随时间 而改变的状态称为化学平衡化学平衡 如 CO g HCO g H2 2O g O g COCO2 2 g H g H2 2 g g 正逆反应达到动态平衡 即 v v正 正 v v逆 逆 就可以说该反应已经达到化学平衡了 假设 正逆反应都是基元反应 k正CCO C H2O k逆CCO2 C H2 k正 k逆 CCO2 C H2 CCO C H2O 平衡时 生成物浓度积比反应物浓度 积 是常数 该常数只与反应温度有关 对非基元反应 当达到平衡时 浓度比 同样存在这样一个常数 K 8 2 平衡常数 一 经验平衡常数经验平衡常数 对任一可逆反应 aA bB gG hH 在一定温度下达到平衡时 体系中各物质 的浓度间有如下关系 G g H h A a B b K 浓度单位用摩尔浓度时 该常数用Kc表示 b B a A h H g G cc cc Kc c 均为平衡时的浓度 气相反应时 平衡浓度也可以用各气体分 压表示 此时平衡常数为Kp aA bB gG hH b B a A h H g G pp pp Kp 根据理想气体分压与浓度的关系 p nRT V cRT Kp Kc RT n 二 标准平衡常数K 平衡常数表达式中各项浓度用相对浓度 表示 此时的常数即为标准平衡常数 相对浓度 ci c pi p 与标态值比 b c ca c c h c cg c c BA HG K b p pa p p h p pg p p BA HG 反应中有纯固体 纯液体 大量的溶剂参与 它们的相对浓度可看成 1 标态取值标态取值 液相液相c 1 00 mol dm 3 气相气相 p 101 325 Kpa 760mmHg c p RT 例 CaCO3 s CaO s CO2 g K 2 p pCO Cr2O72 ag H2O l CrO42 2H K 2 72 2 4 2 OCr HCrO c cc 标准平衡常数与经验平衡常数差别 i 表达式中的平衡浓度是相对浓度 如pA p cA c ii K 没有单位 与物质的平衡浓度单位无关 iii 对于多相反应平衡同样可以表示 如给既 有液相又有气体参与反应 2H aq Zn s H2 g Zn2 aq K pH2 p cZn2 c cH c 问题 aA g bB g gG g hH g 某一状态时 b c ca c c h c cg c c BA HG Q K b c c a c c h c c g c c BA HG 平平 平平 Q叫做反应商 反应或正向或逆向地进行 推导中看是因正逆 反应速率不同引起 实质上根本原因是化学势 的变化才是反应的动力 G 三 K 与反应自由能关系 1 G值的影响值的影响 反应的 G0 则正反应是非自发的 逆反应是自发 直到 G 0时为止 反应等温式 rG rG RT lnQ 标态时 标态时 Q 1 rG rG 平衡时 平衡时 Q平 K rG 0 G T RT K 2 G 与平衡常数与平衡常数K 的关系的关系 G T RT K R S RT H lnK G T RT 例例 反应式 2NO g O2 g 2NO2 g 分别求 298K和500K时 K 已查表算得298K数据 rG 70 54KJ mol 1 rH 114 14KJ mol 1 解解 由公式 G T RT K 得得 K G RT 70 54 103 8 341 298 28 471 所以 K 2 32 1012 rS rH rG T 146 3J mol 1 K 1 500K时 rG rH T rS 40 99 K 1 92 104 rG RT K RT lnQ RT