第六章2 化学平衡.ppt

1、第六章2 化学平衡,一、化学平衡的研究对象可逆反应,定义：在同一条件下，既能向正反应方向进 行，同时又能向逆反应方向进行的反应。,3.可逆反应总是不能完全进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物。,注意：,1.可逆符号,2.同一条件，同时,N2 + 3H2 2NH3,二、化学平衡状态,1. 定义：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。,注意：,1、前提：一定条件下,2、对象：一切的可逆反应,3、实质：正反应速率 = 逆反应速率 0,4、标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变,2.化学平衡状态的特征：,逆：可逆反应,等：正反应速率=逆反应

2、速率,动：动态平衡（ 正 = 逆 0 ）,定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组 分的含量保持一定,变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建 立新的平衡,平衡条件: V正V逆 平衡标志：各物质浓度不再随时间改变。但微观上反应仍在进行。 平衡是可逆反应的最大限度。 化学平衡是有条件的动态平衡，但在新的条件下又可建立新的平衡。,CO2+H2 CO+H2O,三、平衡常数, K（平衡常数）,化学反应达到平衡时，生成物平衡浓度（平衡分压）计量系数次幂的乘积与反应物平衡浓度（平衡分压）计量系数次幂的乘积之比是一定值。,对于任一可逆反应： a A b B g G h H,气相反应,溶液中的反应,其中,

3、 A、 B、 G 、H为各组分的“平衡浓度”,其中，pA、pB、pG、pH为各组分的“平衡分压”,1）K值越大，正向反应程度越大，转化率越高；反之则转化率越低。,2）K值与浓度、分压无关，随温度变化而变化。,使用平衡常数应注意的问题：,1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态,2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反 应的快慢，即速率大，K值不一定大,3）在进行K值的计算时，固体，纯液体不需表达,4）在进行K值的计算时，稀溶液中的溶剂H2O不需表达,5）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态,如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，平衡常数为K，若某时刻时，反应

4、物和生成物的浓度关系如下：,QK ，V正V逆，反应向正方向进行,QK ，V正V逆，反应处于平衡状态,QK ，V正V逆，反应向逆方向进行,则：,四、 标准平衡常数,在实验平衡常数表达式中，如果用相对平衡浓度（相对平衡分压）代替平衡浓度（平衡分压）即得到标准平衡常数。 平衡浓度除以标准浓度（C）称为相对平衡浓度。 平衡分压与标准压力（P）的比值即为平衡时的相对分压。,书写和应用标准平衡常数表达式的注意事项：,（1）平衡常数表达式中各物质的浓度或分压均为平衡状态时的数值。 （2）标准平衡常数的量纲为1，其值与浓度、压力无关；改变温度，标准平衡常数的值改变。 （3）反应体系中的纯固体、纯液体物质时，它

5、们的浓度视为常数，均不写入标准平衡常数表达式中。 （4）平衡常数表达式必须与反应方程式相对应，反应式的写法不同，平衡常数表达式不同，平衡常数数值不同。 （5）正逆反应的标准平衡常数值互为倒数。,2NOCl(g) 2NO(g)+ Cl2(g) Zn(s)+CO2(g) ZnO(s)+ CO(g) MgSO4(s) MgO(s)+ SO3 (g) Zn(s)+2H+(aq) Zn2+ (aq)+ H2(g) NH4Cl(s) NH3(g)+ HCl(g),标准平衡常数K 与实验平衡常数Kc和Kp的区别和联系： Kc和Kp可能有单位，而K无单位； Kc只用于溶液中，与K 数相等； Kp只用于气体中，

6、与K 数值常常不相等； K适用于任何反应； K在热力学中应用，Kc和Kp在实践中应用。,5.标准平衡常数与rGm 的关系,aA(g) + dD(g) = gG(g) + hH(g) vant Hoff 等温式,Q: 活度商,标准平衡常数只与反应的本质和温度有关，与物质的浓度或压力无关。,标准平衡常数与rGm 的关系,例题 求反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在298K时的标准平衡常数。 某温度下反应A(g) 2B(g) 达到平衡，这时PA=PB1.013105Pa,求标准平衡常数。,6.多重平衡(同时平衡）,体系中有二个或二个以上平衡同时存在，称为多重平衡体系。 有关物质的浓度或分

7、压须同时满足几个反应平衡的要求。 若一个反应是另几个反应之和,则该反应的标准平衡常数等于这几个分步反应标准平衡常数之积.,【例题】 2C + O2 = 2CO K1 = 1.61048 C + O2 = CO2 K2 = 1.41069 求： 2CO + O2 = 2CO2 K3,7. 化学平衡的移动,Q K rGm 0 反应逆向自发进行 Q= K rGm =0 反应达平衡,K 与Q 的关系,浓度对化学平衡的影响 一定温度下，增大反应物浓度或减少产物浓度平衡向正反应方向移动，反之，平衡负移。,压力对化学平衡的影响,（1）气体分压的影响：与浓度影响类似 （2）体系总压的影响： 对于反应前后计量系

8、数不变的气相反应，压力对平衡的位置没有影响。 对于反应前后计量系数有变化的气相反应，压力的改变会影响它们的平衡状态。增加体系压力可使平衡向气体物质的量减少的方向移动，反之平衡向气体物质的量增加的方向移动。,温度对化学平衡的影响,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,vant Hoff 方程,【例题】 分别计算CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)在298K和1110K时的平衡常数。 已知: rHm (298K)=178.2 KJmol-1 rGm (298K)=130.2 KJmol-1,催化剂对化学平衡的影响,催化剂不能改变反应的rG，因而对平衡没有影响。 对任一反应，催化剂同等程度的加快正、逆反应的速率，促