第二节化学平衡

第二节化学平衡,一、可逆反应与化学平衡,2.可逆反应：在同一条件下，能同时向两个相反方向进行的反应，称为可逆反应。,特点：在密闭容器中反应不能进行到底,(一)可逆反应与不可逆反应,在可逆反应中，通常把从左向右的反应称为正反应；从右向左的反应称为逆反应。,（二）化学平衡,1.定义：一定条件下，可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等，各物质的浓度不再随时间而改变的状态叫化学平衡。,2.特征：,(1)动：动态平衡,(4)变：平衡为相对的、有条件的、暂时的平衡，条件改变，正逆反应速率不再相等，平衡发生移动,(2)等：正逆反应速率相等,(3)定：达到平衡后，各物质浓度保持一定,二、化学平衡常数,对于反应,平衡常数的表达式为,Kc,定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，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)(以方程式中计量数为幂),Kc化学平衡常数。平衡浓度,Kc越大，反应进行的越完全，生成物浓度越大Kc越小，反应进行的越不完全，生成物浓度越小,平衡常数是可逆反应进行程度的标志,意义：,注意：（1）Kc与浓度无关，与温度有关(2)化学方程式的书写不同，Kc表达式不同，因此使用Kc要与化学反应方程式相对应。,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),N2(g)+H2(g)NH3(g),(3)在Kc表达式中，固态物质和纯液态物质的浓度可记作为1，不写入表达式。（4）表达式中代入的是平衡浓度或平衡分压。,（一）已知平衡浓度计算平衡常数,计算该反应的Kc。,例6-2在某温度下，制备水煤气的反应,在下列浓度时建立平衡：,H2O4.610-3molL-1COH27.610-3molL-1,三、化学平衡的有关计算,解：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)平衡浓度(10-3molL-1)4.67.67.6根据平衡常数表达式可得到,Kc,1.210-2,(二)已知平衡浓度计算反应物初始浓度例6-3合成氨的反应N23H22NH3，在某温度下达到平衡时，平衡浓度分别为N23molL-1，H28molL-1，NH34molL-1，计算N2和H2的初始浓度。,解：设N2和H2的初始浓度分别为xmolL-1，ymolL-1，NH3的起始浓度为0,则由反应可知：N23H22NH3初始浓度(molL-1)xy0平衡浓度(molL-1)384N2的消耗浓度应为(42)12molL-1，H2的消耗浓度应为(42)36molL-1。所以N2的初始浓度x消耗浓度平衡浓度2molL-13molL-15molL-1H2的初始浓度y消耗浓度平衡浓度6molL-18molL-114molL-1,化学平衡的移动：因反应条件的改变，使可逆反应从一种平衡状态向另一种平衡状态的转变过程如果移动是向着生成物浓度增大的方向进行，称平衡向正反应方向移动（向右移动）如果移动是向着反应物浓度增大的方向进行，称平衡向逆反应方向移动（向左移动）影响化学平衡的因素主要有浓度、压强和温度,四、化学平衡的移动,（一）浓度对化学平衡的影响,结论：其他条件不变的情况下，增加反应物的浓度或减少产物的浓度，平衡向正反应方向移动；减少反应物的浓度或增加产物的浓度，平衡向逆反应方向移动。,FeCl3+6KSCNK3Fe(SCN)6(血红色)+3KCl,加入试剂现象FeCl3颜色加深KSCN颜色加深KCl颜色变浅,平衡移动,正反应方向（右）,正反应方向（右）,逆反应方向（左）,（二）压强对化学平衡的影响,对有气体参与，但前后气体分子数相等的反应来说，压强的改变对化学平衡无影响。,对前后气体分子数不等的气相反应来说，压强的改变对化学平衡有影响。,结论：其他条件不变的情况下，增大压强，化学平衡向着气体分子数减小的方向移动；减小压强,化学平衡向着气体分子数增多的方向移动。,1.N2O4(g)(无色)2NO2(g)(红棕)n0,增大压强,平衡向左移动,2.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)n0,增大压强,平衡向右移动,3.H2(g)+I2(g)2HI(g)n=0,改变压强平衡不移动,增大压强，下列平衡如何移动？,(三）温度对化学平衡的影响,结论：升高温度，平衡向吸热反应方向移动降低温度，平衡向放热反应方向移动,吸热反应：反应中吸收热量的反应“+Q”,放热反应：反应中放出热量的反应“-Q”,一般的，在方程式右边用“Q”或“Q”表示正反应吸热或放热,可逆反应Q正=Q逆方向相反,(四)催化剂与化学平衡,催化剂能改变化学反应的途径，降低反应的活化能，提高活化分子的百分率，加大化学反应速率。对可逆反应来说，催化剂同等程度地改变正、逆反应的速率，不破坏平衡体系中v正=v逆，故催化剂不影响化学平衡状态。催化剂能改变反应速率，可缩短到达平衡的时间，有利于生产效率的提高。,平衡移动原理,如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向着减弱这种改变的方向移动。这个规律叫做勒夏特列原理，又称平衡移动原理。适用范围：已经达到平衡的体系,练习,1.在合成氨N2+3H22NH3+Q的反应中，达到平衡时，采取哪些措施有利于氨的合成？,2.在某温度下，反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)达到平衡时，各物质的浓度分别为：CO=0.4mol/L，H2O=6.4mol/L，CO2=1.6mol/L，H2=1.6mol/L，求这个反应的平衡常数？,再见,低温、加压有利于平衡正向移动.但低温反应速率小.在实际生产中，T=(460550)，32MPa使用铁系催化剂.,（三）化学反应速率与化学平衡的综合应用以合成氨为例：N2(g)+3H22NH3(g