化学平衡－大学化学基础课件

化学平衡－大学化学基础课件内容摘要：

化学平衡－大学化学基础课件 第 7章 化学平衡s) + 3 CO(g) = 2 Fe(s) + 3 g)炼一吨 多少焦炭（ C）。 C(s) + 2(g) = CO(g)是否全部的 C(s) 能转化成 CO(g)，全部的 s) 和 全部转化成 Fe(s) 和 g)。 答案：否。 标准平衡常数在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向负反应方向进行的反应叫做 可逆反应 2O 意：可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物开始时 c(、 c(大， c(、 c(0随着反应的进行， c(、 c(渐减小c(、 c(渐增大所以 ,正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大， 进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小不再变化。 在容积为 1 g), 逆反应速率正反应速率逆反应速率相等时间速率这时， O、 应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们要重点研究的重要概念 化学平衡的特征1、定义：化学平衡状态，就是指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。 前提条件 ：封闭体系中的可逆反应实质 ：正反应速率 =逆反应速率标志 ：反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态2、化学平衡状态的特征(1)动 ：动态平衡（正逆反应仍在进行）(2)等 ：正反应速率 =逆反应速率(3)定 ：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。 (4)变 ：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。 化学平衡是化学反应进行的 最大限度 正逆两方向 速度相等，但不等于零 是 有条件的、相对的、暂时的 动态平衡化学平衡与反应物和产物的 起始浓度无关，平衡点只有一个，与反应起始进行的反向也无关注意：可逆的化学反应进行到一定程度 , 达到动态平衡 1) 和 (2) 的进行程度很不一样 . 要用一个物理量来表明其大小 , 标准平衡常数例 : H2(g) + I2(g) = 2 HI(g)开始各组分分压 p / k P a 平衡时各组分分压 p / k P a p ( p ( p ( H I ) p ( p ( p ( H I ) )H()I()22264 . 7 4 5 7 . 7 8 0 1 6 . 8 8 9 . 9 1 4 9 5 . 7 3 5 4 . 7 6 2 6 5 . 9 5 5 2 . 5 3 0 2 0 . 6 8 7 . 2 6 0 9 0 . 5 4 5 4 . 6 0 3 6 2 . 0 2 6 2 . 5 0 0 1 3 . 0 8 1 3 . 5 7 9 7 . 8 7 5 3 . 9 6 4 6 1 . 9 6 6 9 . 4 9 0 1 0 . 6 4 1 8 . 1 7 1 0 2 . 6 4 5 4 . 4 9 5 0 0 6 2 . 1 0 6 . 6 2 7 6 . 6 2 7 4 8 . 8 5 5 4 . 3 4 6 0 0 2 6 . 9 8 2 . 8 7 7 2 . 8 7 7 2 1 . 2 3 5 4 . 4 5 实验平衡常数平衡时各物种均以各自的标准态为参考态，热力学中的平衡常数称为 标准平衡常数 ，以 I(p/)H(/)222 可逆反应达到平衡时 , 生成物浓度幂的连乘积与反应物浓度幂的连乘积之比 , 是一个常数 , 幂指数为化学计量数 N2(g) + 3 H2(g) = 2g) 平衡压力： (106 105P = 105 值上与经验平衡常数往往不同。 )PP15P/PP/PP/P对一般的化学反应而言，当温度一定时aA(g) + bB(+ cC(s) xX(g) + yY(+ )B(/)A(/)Y(/)X( 书写平衡常数时应注意的事项：（ 1）在标准平衡常数表达式中，各物种均以各自的标准态为参考态。 热力学标准态（ ）p = 105 气体c = 1溶液固体和液体纯物质的标准态指在标准压力下的纯物质标准态对温度没有规定，不同温度下有不同标准态表达式中， 上为产物，下为反应物；代入公式中的是 平衡时的 相对浓度 或 相对分压。 将平衡浓度或平衡分压分别除以各自标准态的数值 , 即得平衡时的 相对浓度 或 相对分压 . 相对的意义是 :对于标准态数值的倍数例 : 浓度 A = 5 衡时 , 相对浓度和相对分压不变。 （ 2） 纯液体、纯固体参加反应时，其浓度（或分压）可认为是常数，均不写进平衡常数表达式中。 s) + 4 H2(g) = 3 Fe(s) + 4 g)44/22稀溶液中进行的反应，若溶剂参加反应，溶剂的浓度不出现在平衡常数表达式中（视其为纯物质）。 (3) K° 无量纲的+ = 2+ 2H+ 4 ） 数值与温度注明 温度条件， 通常一个温度下 同一化学反应只有一个 5 ） 及化学反应计量方程式的 写法 ( B)有关 ,平衡常数表达式需与反应方程式相对应例 g) + 3 g) = 2g) = 10 51/2g) + 3/2 g) = g) = 10 2 ， = 2计量系数扩大 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相乘 (除 )例 1: 2g) + g) = 212g) = 22g) +O2(g) = g) K = :C (s) + g) = 2CO(g) s) + g) = g) + g) g) +g) = g) + g) 2例题 ： 已知 25 时反应多重平衡原理解： 反应 + 得：K 1 K 2K 3 = · = 2g)+ I2(g) 2g)+ g)的。 K 2 I2(g)+g) 2g)的 = 2g) g)+g)的 =g)+ I2(g) 2g)+ g)b)正逆反应的 I ( g) ( g)I( g)H 22 K 1 /)I( /)H( /)222 122 HI(g)(g)g)K 2K 2 K 1( )1/22/122/12 /)I( /)H( /)2HI(g) (g)I(g)H 22 K 1=( )/)I(/)H(/)222 平衡常数的实验测定分为物理方法和化学方法两大类物理方法 是测定平衡体系的物理性质 :折光率、电导率、颜色、密度、压力和体积等，然后导出平衡常数化学方法 是直接测定平衡体系的组成，然后根据平衡常数表达式计算平衡常数关键：(1) 准确确定平衡时间(2) 分析平衡组成时不能改变原来的反应条件例题： 恒温恒容下， g)与 g) 反应生成 g) ：若反应开始时， 2分压均为 衡时 g) 平衡时 2g) +g) 2 g)2098 2100.0 1.0 100.0 - 98.0 2g) + g) 2 g)pB/ pB/ 0变化 pB/ - / /G e O /G e W O62224 322104. 标准平衡常数的应用1判断反应进行的程度平衡常数只表现反应进行的程度，即可能 性问题，而不表现到达平衡所需的时间， 即现实性问题；K° 越大 ， 反应越彻底 ， 反应倾向性越大；K > 107 正向进行； K 应逆向进行在给定温度 算平衡组成B()B( 解： 因为 T 、 V 不变， p O)=(373)08.5 (373)3.7 O)=-1，0。 计算373题： 已知反应 CO(g)+g) g)在恒温恒容条件下进行 ,373 =08。 开始 0开始 pB/ 0假设 0 转化 x x x pB/ 2。