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第八章 化学平衡 §8-1 化学反应的可逆性和化学平衡 化学反应的可逆性 CO(g)＋H2O（g） 高温 CO2(g)＋H2（g） 化学平衡状态 动态平衡 §8-2 平衡常数 一、经验平衡常数 例：CO2(g)＋H2（g） 1473K CO(g)＋H2O（g） 在恒温下，不论起始浓度如何变化，达到平 衡时容器中 的值为一恒定值。 对于任一可逆反应： aA＋bB gG＋hH 在一定的温度下，达到平衡时，体系中各物质的浓度间有如下关系： K---化学反应的经验平衡常数，通常又写成Kc。 K一般是有单位的，只有当反应物的计量数之和与生成物的计量数之和相等时，K才是无量纲量。 若化学反应为气相反应，平衡常数也可用平衡时各物质的分压之间的关系来表示，如： aA(g)＋bB(g) gG(g)＋hH(g) 在某温度下达到平衡时，有 注意：在书写平衡常数表达式时，不要把反应体系中纯固体、 纯液体以及稀溶液中的水的浓度写进去。 例： CaCO3(s) CaO(s)＋CO2(g) K＝PCO2 Cr2O72-(aq)+H2O(l) 2CrO42-(aq)+2H+(aq) 上述这种复相反应的平衡常数，既非Kc，也非Kp，可用K表示。 平衡常数的数值及表达式与反应方程式写法有关。例： 方程式的配平系数扩大n倍，K→Kn，正逆反应的平衡常数互为倒数。 两个反应方程式相加（相减）时，所得的反应方程式的平衡常数，可由原来的两个反应方程式的平衡常数相乘（相除）得到。 二、平衡常数与化学反应的程度 例： 反应CO(g)＋H2O（g） CO2(g)＋H2（g）在某温度T时，Kc=9。若CO与H2O的起始浓度皆为0.02 mol.dm-3，求CO的平衡转化率。PPT超链接例题\例8.1.doc 三、标准平衡常数K ―用平衡时的相对浓度或相对分压来表示 对于可逆反应：aA(aq)＋bB(aq) gG(aq)＋hH(aq) 其标准平衡常数K 表示为： 对于气相反应：aA(g)＋bB(g) gG(g)＋hH(g) C =1mol.dm-3，P =1.013×105Pa 对于复相反应，水合离子用相对浓度，气体用相对分压 K 为无量纲的量。纯固相、液相和水溶液中大量存在的水不出现在K 表达式中。液相反应的Kc与其K 在数值上相等，而气相反应的Kp一般不与其K 的数值相等。 四、标准平衡常数与化学反应的方向 对于反应：aA＋bB gG＋hH，我们定义某时刻的反应商Q： 式中[G]ˊ，[H]ˊ,[A]ˊ,[B]ˊ均表示反应进行到某一时刻时的浓度，即非平衡浓度。反应达到平衡时Q与K 相等，即： §8－3 标准平衡常数Ko与△rGmo的关系 一、化学反应等温式 若化学反应 aA(aq)＋bB(aq) gG(aq)＋hH(aq)中各物质的浓度均不处于标准状态。Q为某时刻的反应商，则有： △rGm＝△rGmo＋RTlnQ （化学反应等温式） 当体系处于平衡状态时，△rGm＝0，同时Q＝Ko，于是上式变为： 0＝△rGmo＋RTlnKo 即 △rGmo＝－RTlnKo 于是化学反应等温式变为： 当Q＜Ko时，△rGm＜0 正反应自发进行 当Q＝Ko时，△rGm＝0 反应达到平衡，反应以可逆方式进行 当Q＞Ko时，△rGm＞0 逆反应自发进行 注意：以上各式中的平衡常数一定是标准平衡常数Ko。 例1：求反应2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）在298K时的标准平衡常数。 例2. 某化合物A的水合晶体A·3H2O脱水反应过程如下： A·3H2O（s） A·2H2O（s） + H2O K1o A·2H2O（s） A·H2O（s） + H2O K2o A·H2O （s） A（s）+ H2O