无机化学课件3-2.ppt

3.4 化学平衡 N2O4 ? 2NO2 (1) N2O4 (g) (无色) 2NO2 (g) (棕色) 2KClO3==2KCl+3O2 可逆与不可逆 在同一条件下，既能向一个方向进行，又能向相反方向进行的化学反应叫做可逆反应。 可逆反应是化学反应的普遍现象，不可逆反应是相对的。 N2O4 ? 2NO2 (2) 化学平衡 正、逆反应速率相等时体系所处的状态称为化学平衡 特征： 从客观上，系统的组成不再随时间而变。 平衡是自发的。 化学平衡是动态平衡。 平衡组成与达到平衡的途径无关。 例题 反应2SO2＋O2 ? 2SO3达平衡后，再向容器中充入含氧的同位素18O的氧气，经过一段时间后，18O原子存在于???(? ???)A、O2?????????? ???? B、SO2 C、O2?和SO2???????? D、SO2、O2和SO3 标准平衡常数表达式 标准平衡常数K? 用以定量表达化学反应的平衡状态。K? 值越大，平衡混合物中生成物越多而反应物越少，反之亦然。 对于一般的化学反应 aA(g) + bB(aq) + cC(s)==xX(g) + yY(aq) + zZ(l) 标准平衡常数 K?是无量纲的量。 对同类型反应，K?值越大，表示正反应进行的程度越大。 K?是温度的函数，与浓度、分压无关。 标准平衡常数表达式必需与化学反应计量式相对应。 计算标准平衡常数时各物质的分压（浓度）为平衡状态时的分压（浓度）。 对于纯固体或纯液体，认为其浓度是标准的，相对浓度用“1”表示，方程中不表达。 有水参加(或生成）的反应，应当根据具体反应进行计算（p53) 平衡常数决定于方程 H2(g) + I2(g) ==2HI(g) K1? 1/2H2(g) + 1/2I2(g) ==HI(g) K2? 2HI(g) == H2(g) + I2(g) K3? 多重平衡规则 Fe(s) + CO2(g) = FeO(s) + CO(g) K1? Fe(s) + H2O(g) = FeO(s) + H2(g) K2? 方程(1)-(2)，得： CO2(g) + H2(g) ＝ CO(g) + H2O(g) K3? 则有 几个反应相加（或相减）得到另一反应时，所得反应的平衡常数等于几个反应的平衡常数的乘积（或商）。 例题 已知25℃时反应 （1）2BrCl(g)==Cl2(g) + Br2(g) 的 K1? =0.45 （2）I2(g)+Br2(g) ==2IBr(g) 的 K2? =0.051 计算反应 （3）2BrCl (g) + I2(g) == 2IBr(g)+ Cl2(g)的K3? 解：反应(1)+(2)得： 2BrCl (g) + I2(g) == 2IBr(g) + Cl2(g) 则K3? ＝ K1? ?K2? ＝0.45?0.051=0.023 标准平衡常数的应用 (1) (1) 计算平衡时各物种的组成 例题：反应 CO(g)+Cl2(g) ==COCl2(g) 在恒温恒容条件下进行。 已知 373K 时K? = 1.5?108. 反应开始时， c0(CO) = 0.0350mol·L-1, c0(Cl2) =0.0270mol·L-1, c0(COCl2) = 0. 计算373K反应达到平衡时各物种的分压和CO的平衡转化率. 解： CO(g) + Cl2 (g) == COCl2(g) 开始 cB/(mol·L-1) 0.0350 0.0270 0 开始 pB/kPa 108.5 83.7 0 变化 pB/kPa -(83.7-x) -(83.7-x) (83.7-x) 平衡 pB/kPa 24.8+x x (83.7-x) 因为K?很大, x 很小, 假设 83.7-x ≈ 83.7, 24.8+x ≈ 24.8 则 83.7 ?100/24.8x=1.5 ?108 x=2.3?10-6 平衡时: p(CO) = 24.8 kPa p(Cl2) = 2.3 ?10-6 kPa p(COCl2) = 83.7 kPa 连乘算符 对于一般的化学反应