《基础化学》课件-06化学平衡

化学平衡点击此处添加副标题目录CONTENTS化学平衡01平衡常数02多重平衡规则03化学平衡计算04影响化学平衡的因素05化学平衡什么是可逆反应？在同一条件下既能正向反应又能逆向反应。uu逆u正tu正=u逆例如：合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)化学平衡

对于一可逆反应，在一定条件下，当正、逆反应速率相等时，反应体系中各物质浓度或分压不再随时间而改变，这种状态称为化学平衡。（1）化学平衡状态最主要的特征是可逆反应的正、逆反应速率相等。可逆反应达到平衡后，只要外界条件不变，反应体系中各物质的量不随时间而变。（2）化学平衡是一种动态平衡。反应体系达到平衡后，实际上反应并没有终止，正反应和逆反应始终在进行着，只是由于单位时间内各物质（生成物和反应物）的生成量和消耗量相等，从而使各物质的浓度都保持不变，反应物与生成物处于动态平衡。化学平衡的特点：（4）化学平衡可双向达到。由于反应是可逆的，因而化学平衡即可由反应物开始达到平衡，也可以由产物开始达到平衡。（3）化学平衡是有条件的。化学平衡只能在一定的外界条件下才能保持，当外界条件改变时，原平衡就会被破坏，随后在新的条件下建立起新的平衡。逆变定动等平衡常数

在可逆反应达成平衡时，生成物浓度幂（以反应方程式中相应的计量系数为指数）的乘积与反应物浓度幂（以反应方程式中相应的计量系数为指数）的乘积之比为一个常数。称为平衡常数，用K表示。如反应是在溶液中进行的，则平衡常数为：

aA+bBdD+eE

例如对于一般的可逆反应：Kc=若反应物与生成物均为气体，则平衡常数为：

Kp=Kc和Kp都是从实验数据中得到的。所以Kc和Kp统称为实验平衡常数。

——浓度平衡常数——压力平衡常数本课程采用标准平衡常数（简称平衡常数）表达式：

标准平衡常数=热力学平衡常数

=若是气体反应，则标准平衡常数为：

标准平衡常数

是无量纲的量。

平衡常数是温度的函数，不随浓度的改变而改变。在书写标准平衡常数表达式时，应注意以下几点：1.如果有固体或纯液体参与反应时，不把它们写入表达式中。CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)如：=HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac－(aq)====()22.平衡常数表达式及的数值与反应方程式的写法有关

1/2N2O4(g)NO2(g)

N2O4(g)2NO2(g)

例如：平衡常数也可以通过热力学计算求得：△rG=–RTlnlg=–多重平衡规则多重平衡规则：1）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的标准平衡常数之积。2）若一个反应是另两个反应之差，则该反应的标准平衡常数等于这两个分步反应的标准平衡常数之商。例3–2

已知下列两个反应的平衡常数：

①AgCl(s)Ag+(aq)+Cl–(aq)=1.8×10–10

②[Ag(NH3)2]+(aq)Ag+(aq)+2NH3(aq)=8.9×10–8

求反应③AgCl(s)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl－(aq)的平衡常数。

根据多重平衡规则：

=/==2.0×10–3

解:反应①–反应②=反应③化学平衡计算

某一反应物的平衡转化率是指化学反应达平衡后，该反应物转化为生成物的百分数，是理论上能达到的最大转化率（以

来表示）：

=×100％主要涉及下面几个方面：1）计算Kθ2）计算各物质的平衡浓度或平衡分压3）计算平衡转化率例3-3

AgNO3和Fe(NO3)2两种溶液会发生下列反应：

在25℃时，将AgNO3和Fe(NO3)2两溶液混合，开始时溶液中Ag+和Fe2+离子浓度均为0.100mol/L，达到平衡时Ag+的转化率为19.4％。求该温度下的平衡常数。Fe2++Ag+Fe3++Ag1）根据题意写出反应式2）写出各物质的初始量3）找出各物质的转化量4）求出平衡时各物质的量5）根据平衡常数表达式进行计算解题步骤：起始浓度：0.1000.100

0(mol/L)转化浓度：–0.1×19.4％–0.1×19.4％0.1×19.4％(mol/L)=–0.0194=–0.0194

=0.0194平衡浓度：0.1–0.01940.1–0.0194(mol/L)=0.0806=0.0806

0.0194Fe2++

Ag+Fe3+

+Ag

解:影响化学平衡的因素

一个已经达到化学平衡的反应体系，当条件发生变化时,化学平衡就被破坏，反应向某一方向进行，在新的条件下达到新的平衡,这就是化学平衡的移动。对任一化学反应：aA

+bBdD+eE其反应商为：

Ｑ=平衡时：Q=KӨ如果增加反应物的浓度或减少生成物的浓度平衡向正反应方向移动Ｑ＜则：如果增加生成物的浓度或减少反应物的浓度Ｑ＞

则：平衡向逆反应方向移动Ｑ=反应处于平衡状态1、浓度对化学平衡的影响Ｑ＞

反应不能正向自发进行，反应向逆向进行，

平衡向左移动。化学反应进行方向的反应商判据:Ｑ=化学反应处于平衡状态；Ｑ＜

反应正向自发进行，平衡向右移动；例3–5

含有0.100mol/LAgNO3、0.100mol/LFe(NO3)2和0.0100mol/LFe(NO3)3的溶液中，发生如下反应：Fe2+(aq)+Ag+(aq)Fe3+(aq)+Ag(s)25℃时的平衡常数K=2.98。（l）反应向哪一方向进行？（2）平衡时，Ag+、Fe2+、Fe3+的浓度各为多少？Ｑ===1

Ｑ＜K

反应向正方向进行。（l）反应开始时的反应商：解：开始浓度/(mol/L)0.1000.100 0.0100浓度变化/(mol/L)–x–x

+x

平衡浓度/(mol/L)0.100–x0.100–x0.0100+x=K=2.98x=0.013c(Fe3+)=0.0100+0.013=0.023mol/Lc(Fe2+)=c(Ag+)=0.087mol/L（2）平衡组成的计算：Fe2+(aq)+Ag+(aq)Fe3+(aq)+Ag(s)对于一般的气相反应：=aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)

对于有气体物质参加的化学反应来说，反应系统压力的改变对平衡移动的影响要视具体情况而定。=平衡时：2、压力对化学平衡的影响当将反应系统压缩至V/

x

（x＞l）时:Ｑ==x△nK

1.△n＞0的反应，为气体分子数增加的反应，若体积缩小，总压增加，x△n＞1，此时，Ｑ＞K，平衡向逆方向移动，即平衡向气体分子数减少的方向移动。

总之，△n≠0时，如经压缩，使系统总压力增加，各组分的分压也增加，平衡向气体分子数减少的方向移动，即向减小压力的方向移动。2.△n＜0的反应为气体分子数减少的反应，体积缩小时，总压增加，x△n＜1；Ｑ＜K，平衡向正方向移动，即平衡向气体分子数减少的方向移动。3.△n=0的反应，在反应前后气体分子数不变，压缩使总压力改变时，x△n=1，Ｑ=K，此时，平衡不发生移动。结论：

增大压力平衡向气体分子数减少的方向移动;

如果反应前后气体的分子数不变，则压力的改变对平衡没有影响.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

对于一个给定的反应，如果温度变化不大，可以忽略Δr

Hm和ΔrSm随温度的改变。若反应在温度T1下的平衡常数为，在温度T2下的平衡常数为则有下面的关系式：3、温度对化学平衡的影响

催化剂不能改变反应的ΔrGm

和KӨ，因而对平