第5章化学平衡祥解.ppt

第5章 化学平衡 5-1 平衡常数 一、实验平衡常数 实验得到的平衡常数叫做实验平衡常数或经验平衡常数。 a A( g ) + b B ( g ) g G ( g ) + h H ( g ) T 对于任一可逆反应： 在一定温度下达到平衡时，都有： Kc就称为实验(浓度)平衡常数，它与物质的初始浓度无关，与反应是从正向开始还是逆向开始无关。 书写平衡常数关系式时应注意： 1. 固体和纯液体的浓度不写在关系式中(因为它们的浓度固定不变)，只包括气态物质和溶液中溶质的浓度。 2. 稀溶液中进行的反应，水的浓度也不必写在平衡关系式中，但非水溶液中的反应，如有水参加，则必须写入。 3. 对于气体反应，还可以用平衡时气体的分压来表示。 Kp和Kc一般不相等，但表示同一平衡时，Kc和Kp之间可以相互换算： Kp = Kc(RT)?? 4. 同一化学反应，用不同方程式表达时，有各自的实验平衡常数关系式。 6. 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中气体用分压表示，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 = Kx单位：Pa·(mol·dm?3)?1或kPa·(mol·dm?3)?1 5. 实验平衡常数可能有单位，??＝0时量纲为1。 二、标准平衡常数 K? 称为标准平衡常数（热力学平衡常数）。 在一定温度下，K? 是一个常数。 范特霍夫等温方程：?rGm (T) = ?rGm? (T) + RT ln J 若系统中只有气体，J = ∏( pi / p?)vi， 若系统中还有溶液，J = ∏( pi / p?)vi ·∏( ci / c?)vi， 若系统中只有溶液，J = ∏( ci / c?)vi。 当体系处于平衡时，?rGm = 0，0 = ?rGm?(T) + RTlnJ平衡 定义K? = J平衡，即 ?rGm?(T) = – RTln K? 对溶液反应：a A(aq) + b B(aq) g G(aq) + h H(aq) 平衡时 对气相反应：a A (g) + b B (g) g G (g) + h H (g) 平衡时 标准平衡常数的书写形式和数值也与方程式有关，表达式中没有固体、溶剂等浓度不变的物质，量纲为1。 标准平衡常数可由实验求得，也可由?rGm? 间接求得。 平衡常数的意义： 1. 平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不变。 2. 平衡常数不涉及时间概念，不涉及反应速率。 3. 平衡常数数值的大小可以判断反应进行的程度，估计反应的可能性。 偶联反应是指两个化学平衡组合起来，形成一个新的反应。偶联反应也有平衡状态，也可以求出平衡常数。 三、偶联反应的平衡常数 如新反应相当于2个方程式相加，则： ?rGm?(3) = ?rGm?(1) + ?rGm?(2) K?(3) = K?(1)×K?(2) 如新反应相当于2个方程式相减，则： ?rGm?(3) = ?rGm?(1) －?rGm?(2) K?(3) = K?(1)/K?(2) 这被称为多重平衡规则，实验平衡常数也符合此规则。注意应用时，所有平衡常数必须在同一个温度。 5-2 影响化学平衡的条件 一、勒沙特列原理 如果改变影响平衡的条件之一，如温度、压力或浓度，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 注意： 1. 勒沙特列原理只适用于已经达到平衡的系统。对于非平衡系统，其变化方向只有一个，那就是自发地向着平衡状态的方向移动。 2. 只有改变维持平衡的条件，平衡才会移动。 3. 只能说明平衡移动的方向，平衡移动的结果是打破旧平衡，建立新平衡，而决非恢复到原来的状态。 　 在其它条件不变的情况下，增加反应物的浓度或减少生成物的浓度