大学化学教学课件化学平衡

1、一 可逆反应与化学平衡 二 标准平衡常数 三 化学平衡的移动,第三节 化学平衡,一、可逆反应,有些化学反应几乎能进行到底，反应物基本上能全部转变为产物。这些几乎进行到底的反应称为不可逆反应。 实际上，大多数反应不能进行到底，只有一部分反应物转变为产物。这种在同一条件下能同时向两个相反方向进行的化学反应称为可逆反应。为了表示反应的可逆性，在化学方程式中用“ ”代替“ ”或“ ”。 CO + H2O CO2 + H2 在可逆反应中，把从左向右进行的反应称为正向反应，从右向左进行的反应称为逆向反应。,一 可逆反应与化学平衡,二、化学平衡,在可逆反应中，正向反应的反应速率与逆向反应的反应速率相等时系统

2、所处的状态称为化学平衡。化学平衡具有以下几个基本特点： （1）正向反应的反应速率和逆向反应的反应速率相等是建立化学平衡的条件。 （2）化学平衡是可逆反应进行的最大限度反应物和产物的活度都不再随时间变化，这是建立化学平衡的标志。 （3）化学平衡是相对的和有条件的动态平衡，当外界条件改变时，原来的化学平衡被破坏，直至在新条件下又建立起新的化学平衡。,经验平衡常数 1 对于溶液中的反应 aA + bB gG + dD Kc = A、B、G、D分别代表了物质A、B、G、D在平衡时的浓度； Kc为浓度平衡常数；单位： (molL-1) B B = (g + d) (a+b) B,B = 0 时，Kc无量

3、纲， B 0 时，Kc有量纲， 2 对于气相中的反应 aA + bB gG + dD 压力平衡常数 Kp = pG、pD、pA、pB ： 分别代表了气态物质A、B、G、D平衡时的分压,KP量纲： (Pa) (kPa) (atm) = 0 时，KP无量纲， 0 时，KP有量纲。,3 复相反应 反应物或生成物中同时存在溶液状态、气体状态、固体状态时，纯液相和纯固相不出现在平衡常数表达式中，该反应平衡常数表达式的气体用分压表示，溶液用浓度表示，平衡常数KX，称为杂平衡常数。,例： Zn(S) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+ (aq) Kx = Zn2+p(H2)/H+2 Kx：Pa

4、(molL1)1，kPa(molL1)1， atm(molL1) 1， 4 经验平衡常数(实验平衡常数) 浓度平衡常数、压力平衡常数和杂平衡常数都属于经验平衡常数(实验平衡常数),二、标准平衡常数(K ) 对于反应 a A + b B = g G + d D 则相对浓度或相对压力为： pir = pi/p p = 1.013 105 Pa气体 cir = ci/c c = 1mol L-1 溶液 pxr = px / p cxr = cx / c 表示物质的量的相对大小，是纯数； 平衡时，它们之间数值上的关系定义为标准平衡常数K 。,1. 气相反应的K a A(g) + b B(g) gG(g

5、) + dD(g) (pG / p)g (pD/ p)d K = (pA/ p)a (pB/ p)b K ： (1) 无量纲 平衡时：气态物质的分压为px 则物质X的相对压力为px / p p 为标准压力，1105 Pa, 1102 kPa, 1atm,2. 溶液相的反应K aA + bB gG + dD (G / c)g (D/c)d K = (A/ c)a (B/ c)b 溶液中: 物质浓度为cx molL1 物质X的相对浓度为cx /c c为标准浓度 1 molL1,3. 对于复相反应 Zn (S) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+ (aq) (p(H2)/ p )(Zn

6、2+/ c) K = (H+/ c)2,5.相对平衡常数的几点说明： 平衡常数表达式需与反应方程式相对应 例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60 10 5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87 10 2 K1 K2 ， K1 = K22,纯固体与纯液态在平衡常数表达式中不出现； 例1： Cr2O72 + H2O 2CrO42 + 2H+ K = 例2： Ca2CO3 (s) = CaO (s) + CO2 K =,多重平衡规则 若干方程式相加(减)，则总反应的平衡 常数等于分步平衡常数之乘积(商) 例1: 2NO

7、 (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1 2NO2 (g) N2O4 (g) K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2,例2: C (s) + CO2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1 CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K1/K2, 相对平衡常数K 与温度有关，因此要注明K 的温度条件，通常一个温度下同一化学反应只有一个K 。,一、浓度对化学平衡的影响 对于化学反应 a A + b B g G + d D, 增大反应物浓度（或分压），减小生成物浓度

8、时（或分压） ，平衡正向移动，减小反应物浓度（或分压），平衡逆向移动,二、压力对化学平衡的影响 1压力对固相或液相的平衡没有影响； 2对反应前后计量系数不变的反应，压力 对它们的平衡也没有影响； 3反映前后计量系数不同时： 增大压力，平衡向气体摩尔量减少的方 向移动； 减少压力，平衡向气体摩尔量增加的方 向移动。,温度对化学平衡的影响： 升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。,自测题： (1) 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) , K1 (2) H2(g)+ 1/2O2(g) = H2O(g) , K2 (3) 2H2O(g) = 2H2(g)+ O2(g) , K3 同一温度，上述各反应平衡常数之间的关系是 A. K1 = K2 = K3; B. K1 2= K2 = 1/K3; C. K1 = K2 2= 1/K3; D. K1 =1/ K2 = K3,C,四、平衡移动原理 （1）增大反应物浓度(或减小),平衡正向移动