大学化学第二版(科学出版社)第一章第三节.ppt

根据: 作业2： P33：5题。 * * 1.3 化学反应进行的程度和化学平衡 一、化学平衡和平衡常数 1、化学平衡的特点: 对于可逆反应: （1）是对可逆反应而言的。 （2）正、逆反应的速率相等（v正 v逆）； （3）各组分的浓度或分压保持不变； （4）从热力学角度上看，ΔG 0。 （5）化学平衡是动态平衡。 2、实验平衡常数 在一定温度下，当化学反应处于平衡状态时，各生成物的浓度幂（或分压幂）的乘积与各反应物的浓度幂（或分压幂）的乘积之比为一常数，称为实验平衡常数。 a A + b B d D + e E 正 逆 反应速度 v 时间t ｖ正 ｖ逆 ｖ正 ｖ逆 化学平衡 实验平衡常数有下列两种表达形式： ① 浓度平衡常数（Kc :以浓度表示的平衡常数。 ② 分压平衡常数（Kp :以分压表示的平衡常数。 对于一般的化学反应: 其中：eq — 平衡，p —各物质的分压，c —各物质的浓度。 a A + b B d D + e E Kc cDeq d cEeq e cAeq a cBeq b Kp pDeq d pEeq e pAeq a pBeq b 量纲不一定为1,使用不方便. 3、标准平衡常数 K? （1）标准平衡常数的定义 对于一般的可逆反应： ΔrGm T ΔrGm? T + 2.303 RT lgQ 当ΔrGm T ＜0, 反应向正方向进行, 生成物增多, Q 值增大, ΔrGm T 也增大; 直到 ΔrGm T 0, 达到平衡状态,此时反应商Q 的表达式就成为平衡时的浓度幂或分压幂的乘积之比,即称为标准平衡常数.用符号K ?表示。 a A + b B d D + e E 即 ΔrGm T 0 时: ΔrGm? T + 2.303RT lgQeq 0 Qeq K? ① Q与K?的关系; ② K?的表达式; ③ K?的一种计算方法. cD/c? d cE/c? e cA/c? a cB/c? b Qc 则: ΔrGm? T + 2.303RT lgK? 0 ΔrGm? T - 2.303RT lgK? ∴ lgK? -ΔrGm? T 2.303RT 或: ΔrGm? T + RT lnK? 0 ΔrGm? T -RT lnK? ∴ lnK? -ΔrGm? T RT 由前面可知: ΔrGm T 0 时: ΔrGm? T + 2.303RT lgQeq 0 ① ΔrGm? 298.15K ∑vi△fGm? 生成物 -∑vi△fGm? 反应物 ② ΔrGm? T ΔrHm? T - T·ΔrSm? T 平衡常数的一种计算公式 2 标准平衡常数 K? 的表达式 对于一般的化学反应 其中：P? 100KPa , c? 1mol·L-1, K?量纲为1。 平衡状态时，Qeq K ? 则: 根据Q的表达式： a A + b B d D + e E cD/c? d cE/c? e cA/c? a cB/c? b Qc Qp pD/p? d pE/p? e pA/p? a pB/p? b Kc? cDeq/c? d cEeq/c? e cAeq/c? a cBeq/c? b Kp? pAeq/p? a pBeq/p? b pDeq/p? d pEeq/p? e （3）书写K ?表达式的注意事项 ① 纯固态、纯液态或溶剂水不列入K?式； ② 气体用分压,水合离子用浓度列入K?式； ③ 化学计量数（绝对值）为指数； ④ 生成物为分子、反应物为分母。 K ? cMn2+eq/c? pCl2eq/p? cH+eq/c? 4 cCl-eq/c? 2 例如: 下面反应的标准平衡常数K?的表达式应写为： 4 K? 的数值与方程式的写法有关 写法不同,K?不同 ②式： 显然: ① 2×② K1? pNH3eq/p? 2 pN2eq/p? pH2eq/p? 3 K2? pNH3eq/p? pN2eq/p? 1/2 pH2eq/p? 3/2 K1? K2? 2 例如:合成氨的反应方程式,可写成下列两种形式: ①式： 则: K1? K2? a× K3? b / K4? c [例1] 根据多重平衡法则,写出下列反应中K1?、K2?、K3?之间的关系. 1 N2 g + O2 g 2NO g ， K1? 2 2NO g + O2 g 2NO2 g ，K2? 3 N2 g + 2O2 g 2NO2 g ，K3? 4.多重平衡法则 如果一个反应式