基础化学-第七章-化学平衡cz2012.ppt

1、基础化学基础结构(7)，第七章化学平衡和化学反应速率，化学反应动力学，化学反应速率问题研究，化学反应限制问题研究，化学反应平衡，7.1化学反应平衡和平衡常数，7.2多重平衡原理，7.3平衡常数的计算和应用，7.4化学平衡移动7.5化学反应7.1.2化学平衡常数，7.1.1可逆反应和化学平衡，可逆反应恒定在H2(g)I2(g)2 hi(g)2 hi(g)密封容器中，可逆反应不会进行到最后。 注：几乎所有反应都是可逆的。不可逆反应在已知的条件下进行逆反应的程度是极其微小的反应。也就是说，反应几乎可以进行到最后。化学平衡：可逆反应中，正反应率和反反应率相同时系统所在的状态。建立平衡的前提：只有在恒温

2、条件下在封闭体系中进行的可逆反应才能建立化学平衡。设定平衡的条件：正，逆反应率相同。平衡的标志：每种物质的浓度不随时间变化。平衡状态是在封闭体系中进行可逆反应的最大量。化学平衡的特征是动态平衡各物质的浓度不随时间变化，反应牙齿不停止，条件平衡外部条件牙齿不变时，反应体系中各物质的组成有确定的定量关系。如果外部条件发生变化，原始平衡将破坏进行，直到建立新的平衡。平衡常数类型：1。经验(实验)平衡常数浓度经验平衡常数(Kc)压力经验平衡常数(Kp) 2。标准(热力学)平衡常数(K)，7.1.2平衡常数，测量平衡常数平衡状态的数量标记，373K，无论反应的初始浓度是从正向开始还是反向开始，最终都是平

3、衡的。无论浓度在指定温度下如何变化，比率都是常数。Kc的值首先取决于化学反应特性，然后是反应温度，与浓度、压力无关。1 .经验平衡常数(Kc和Kp)，温度变更时比率变更。对于一般可逆反应：Kc是指定温度T的浓度平衡常数。在一定温度下，逆反应平衡时，产物的浓度测量数是指数的平方的乘积，反应物的浓度测量数是与指数幂的乘积成正比的常数。、对于气体反应，经验平衡常数通常表示为平衡时每个气体的分压：相同的化学反应，Kc不一定等于Kp。Kc与Kp的关系：2。标准平衡常数(K)、浓度和分压均除以标准状态浓度(C)或标准压力(P)，即可得出相对浓度和分压。此时，平衡常数标准平衡常数(K)没有单位。物质标准状态

4、浓度c=1 molL-1，物质标准状态压力p=105 Pa 100 kPa，复相反应：溶液反应：气体反应：Kp不能表示，Kc不能表示，(1) K值越大，溶液中的液体反应是两个茄子多相反应可以用两个茄子(Kc，K)或三个茄子表示。平衡常数说明：(3)没有标准平衡常数单位，只有经验平衡常数时没有单位，(4) K表示温度的函数，浓度，与分压无关，(5) K表达式中物质的浓度或分压表示平衡时的浓度和分压。产物是分子，反应物是分母。(6) K表达式的写入格式和数值取决于反应表达式的写入格式。显然，在(7) K表达式中，纯液体、纯固体和稀溶液中的溶剂(如水)没有记录在平衡关系中。在郑智薰水溶液反应中产生H

5、2O或H2O反应时，水的浓度不能被视为1。，7.2多重平衡原理，一个或多个物质同时参与多个茄子不同的反应，在特定条件下系统的相关化学反应都达到平衡时，称为多重平衡或同时平衡。多平衡系统(包括多个相互关联的平衡)，多平衡原理：如果反应可以由多个反应相加或相减，则该反应的平衡常数值等于多个反应的平衡常数乘积或商。注意：所有平衡常数必须是相同温度的值，计算下一个反应的平衡常数：下一个反应的平衡常数：反应(1) (2) (3)=(4)，(0.88)，7.3，(，(2) K很小的时候，说明在平衡体系中，产品的浓度很小，肯定的反应是不可能的，逆反应几乎完全在进行。298K假定N2=1 molL-1，O2=

6、1 molL-1，(3) K不太大或太小时，正向反应和反向反应都不完整。373K，K 103，反应可以向前进行的程度为K 10-3，反应不能向前进行的程度为K 10-3103，反应是典型的可逆反应。摘要：注意：平衡常数大小，只能大致告诉你反应今后能进行的最大程度。298K，K=3.61026，平衡常数大，但反应速率太慢，室温几乎不发生反应，同时平衡常数小并不意味着不发生反应。可以改变条件，使反应更完整。例如：提高产物的浓度，降低反应物的浓度，但平衡常数不变。示例：在恒温恒用中，反应2GeO (g) W2O6 (g) 2GeWO4 (g)开始时，GeO和W2O6的分压均为100.0 kPa，平衡

7、时，GeWO4 (g)的分压为98.0 kPa。追求平衡时GeO和W2O6的分压和反应的标准平衡常数。了解：2GeO (g) W2O6 (g) 2GeWO4 (g)，Pb/kpa 100.0 100.0变化pB/kPa 98.0 98.0/2 98.0平衡Pb/kpa 100启动，计算平衡时的构成：转化率，注意：转化率与反应物的初始浓度相关，平衡常数仅与反应的温度相关。例如，反应CO (g) Cl2 (g) COCl2(g)在一定温度和一定容量条件下进行。已知：373 K点K=1.5 108。反应开始时计算c0(CO)=0.035 molL-1，c0(Cl2)=0.027 molL-1，c0(

8、COC L2)=0:373K反应平衡时每个物种的分压和CO的平衡转化率，了解：CO(g) Cl2 (g) COCl2(g)启动cB/(molL-1) 0.035 0.027 0启动pB/kPa 108.5 83.7 0更改Pb/kpa 83.7 83.7起始Pb/kPa B0 0 0变更Pb/kpa b x b x b x平衡Pb/kPa x b x b x x x，例如氧化热分解：2 Ag2O(s) 4 Ag(s) O2(g)已知298K范例：325 K，N2O4(g) 2NO2(g)，分析：1 mol参与反应设置，100 KPa条件：开始nB/mol 1 0变化nB/mol 2平衡nB/m

9、ol 1 2 n总计=(1) 2，100 KPa条件浓度7.4.1对化学平衡的影响7.4.2压力对化学平衡的影响7.4.3温度对化学平衡的影响7.4.4催化剂对化学平衡的影响7.4.5 Le Chatelier原理，7.4.1浓度增加(减少)化学平衡影响反应物(产物)浓度增加(减少)时为：反应物(产物，例如，298 K处的反应Fe2 (aq) Ag (aq) Fe3 (aq) Ag(s)已知K=3.2(1)c(Ag)=1.00 10-；(2)平衡时，Ag、Fe2、Fe3的浓度分别是多少？(？(3) Ag的转换率是多少？(4)保持Ag，Fe3的初始浓度不变，将c(Fe2)增加到0.30 mold

10、m-3，求出Ag的转化率，J K反应向前进行。起始cB/(molL) 0.10 1.0010-2 1.0010-3变更cB/(molL) x x x平衡cB/(molL)0.10-x 1.0010-2-x 1.0010但是反应前后气体分子数量不同的反应。压力增加到原来的两倍时，平衡向气体分子数量减少的方向移动。7.4.2压力对化学平衡的影响，压力下降到原来的一半：平衡向气体分子数量增加的方向移动。在等温，等体积条件下增加压力，在气体分子数量减少的方向上平衡。减少压力会使平衡朝着气体分子数量增加的方向移动。(2)气体参加。但是，如果反应前后气体分子数的反应相同，压力增加两倍，在等温等体积条件下增加或减少总压力，不会影响平衡。压力变化仅影响反应前后气体分子数变化的反应。，通过体积变化引起压力变化，平衡变化的规律如上。对恒温恒溶下已经达到平衡的反应引入惰性气体，气体反应物和产物的分压不变，平衡不动。对恒温恒压已达到平衡的反应引入惰性气体，总压力不变，体积大，反应物和产物的分压减少，实现平衡迁移。摘要：例如，容器中填充了N2O4(g)和NO2(g)的混合物，N (N2O4) :N (NO2)=1.003360.10为308K，100.0k