《全日制高校普通化学》之《化学平衡1、2》[精选].ppt

* * 第四章 化学平衡 §4-1 标准平衡常数 1.1可逆反应与化学平衡 1.可逆反应 定义：一个化学反应在同一条件下，可以从左向右进行， 也可以从右向左进行。 可逆反应进行的最大限度就是达到平衡状态。 NO2(g) + SO2(g) NO(g) + SO3(g) 2.化学平衡状态 定义：当正反应速率与逆反应速率相等时，反应系统中各物质的 浓度(或分压)，在宏观上不再随时间的变化而变化。 3.化学平衡的基本特征 (1) 平衡后各组分浓度不再变化。 (2) 化学平衡是动态平衡。 (3) 化学平衡是相对的、暂时的、有条件的平衡。 1.2标准平衡常数 对封闭体系而言，对任一可逆的化学反应： aA　+　dD 　gG + hH 在指定温度下达到平衡时 K = 如果各物质对应的都为气体，则表示为： K = 以上都是实验测得平衡时各物质的量，称之为实验平衡 常数，通常是有单位的量。本册书中只讨论标准平衡常数。 1.标准平衡常数表达式 若反应为液相化学反应 对任一可逆的化学反应： aA　+　dD 　gG + hH 定义：根据热力学函数计算求得的平衡常数称为标准平 衡常数，又称热力学平衡常数。符号K K = 式中， 为相对浓度，无量纲； 为气体相对分压，无量纲 。 式中， 结论： ① 在一定温度下平衡态化学反应，产物相对浓度(或分压) 的乘幂与反应物相对浓度(或分压)的乘幂之比为常数。 ② K 值的大小表明化学反应进行程度的不同， ③ 标准平衡常数只与反应温度有关，而与平衡组成无关 2. 使用标准平衡常数 表达式的注意事项 （1）气相反应：各物质的量用相对分压表示， 如： 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) KΘ = 如果各物质对应的都为气体，则表示为： P = 100kPa，为标准压力。 K= （2）液相反应：各物质的量用相对浓度表示， 如： HAc = H+ + Ac ? KΘ = （3）纯固体或纯液体参加的反应，它们的浓度可 视为常数，故不写在平衡常数表达式中， 如： CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) （4）稀溶液中有水参加，则水的浓度看做 常数，不必写在平衡常数表达式中， 如： Cr2O72? (aq) + H2O(l) = 2CrO42? (aq) + 2H+(aq) 2 但在非水溶液中反应时，若有水参加时，水的浓度 不能看做常数，必须写在平衡常数表达式中， 如： C2H5OH(1) + CH3COOH(1) = CH3COOC2H5(1) + H2O(1) （5）多重平衡原则：某反应由几个反应完成， 则总反应平衡常数为各反应平衡常数之积， 如： A + B = AB AB + B = AB2 A+2B=AB2 （6）平衡常数与反应式的写法有关。例如合成氨的反应： N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) N2(g) + H2(g) = NH3(g) K1 = ( K2 )2 （7）可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数。 2NH3(g) = N2(g) + 3H2(g) §4—2 吉布斯自由能变与化学平衡 2.1吉布斯自由能变与化学平衡常数的关系 1. 化学反应等温式 上一章，知道自由能改变?rGm 的计算方法; 若体系中各物 质不是处于标准态，如何来判定反应在一定的条件写能否发生？ 实例：在恒温恒压下，电池反应: Zn（s）+ Cu2+（l） = Zn2+（l）+ Cu（s） 1 0.01 Ｃ 0.01 １ Ｂ １ １ Ａ │?rG m│ │电功│ 光强 ZnSO4／mol?L?1 CuSO4／mol?L?1 最亮 最暗 中间 中间 最大 最小 设在化学反应的过程中，化学能全部转变成电能，?rG m＝Ｗ有用功 （因为自由能改变的物理意义是化学反应做最大有用功的量度。） 最大 最小 中间 实验表明： 相同的温度和压力下，同一反应因反应物的浓度不同， 反应的自由能改变也不同。 在标准状态下，不同反应的?rGm不同，这是物质的本性决定的。 同一反应，因物质浓度不同反应的自由能改变