化学反应进行的程度和化学平衡答案.doc

第三章　化学反应进行的程度和化学平衡 学习指导 课程内容 1. 化学平衡和平衡常数 　1) 化学平衡的基本特征 　2) 标准平衡常数 　3) 平衡常数与反应速率系数的关系 　4) 标准平衡常数的实验测定 　5) Gibbs函数与化学平衡 2.标准平衡常数的应用 　1) 判断反应的程度 　2) 预测反应方向 　3) 计算平衡组成 3. 化学平衡的移动 　1) 浓度对化学平衡的影响 　2) 压力对化学平衡的影响 　3) 温度对化学平衡的影响 　4) Le Chatelier原理 　5) 两个需要说明的问题 1. 化学平衡和平衡常数 1.1 化学平衡的基本特征1. 可逆反应习惯上将从左到右的反应称为正反应，从右到左的反应叫做逆反应。在同一条件下既可以正向进行的又能逆向进行的反应称为可逆反应(reversible reaction)。如： ?????? H2(g) + I2(g) ＝ 2HI(g)大多数化学反应都是可逆的。在密闭容器中，可逆反应不能进行“到底”，即反应物不能完全转化为产物。2. 不可逆反应 有些反应逆向进行的趋势很小，正反应几乎能进行到底，这种反应叫做不可逆反应(nonreversible reaction)。如氯酸钾的分解反应：该反应逆向进行的趋势很小。3. 化学平衡 对于任一个可逆反应，在一定条件下进行到某一时刻后，其正反应速率等于逆反应速率，即：υ（正）= υ(逆)此时反应物和生成物的浓度不会再发生改变。反应系统所处的状态称为化学平衡（chemical equilibrium）。4.化学平衡的基本特征（1） 在适宜条件，可逆反应可以达到平衡状态。（2） 化学平衡是动态平衡，从微观上看，正、逆反应仍在进行，只是净反应结果无变化。（3） 当条件一定时，平衡状态下，平衡组成不再随时间发生变化。（4） 只要系统中各物种的组成相同，不管从那个方向开始，最终达到平衡时，系统组成相同，或称之为平衡组成与达到平衡的途径无关。 1.2 　标准平衡常数1. 实验平衡常数 大量的实验表明：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，各产物浓度(或分压)幂的乘积与各反应物浓度(或分压)幂的乘积之比是一个常数，称为实验平衡常数（experimental equilibrium constant）。2. 标准平衡常数由于热力中对物质的标准态作了规定，平衡时各物种均以各自的标准态为参考态，热力学中的平衡常数为标准平衡常数（standard equilibrium constant），以Kθ表示。 3. 标准平衡常数表达式对一般的化学反应,当温度一定时：aA(g) + bB(aq) + cC(s) ＝ xX(g)+yY(aq)+zZ(s)其标准平衡常数表达式为：4. 标准平衡常数表达式的说明 (1) 在标准平衡常数表达式中，气体的平衡分压要除以Pθ(100kPa)；溶质的平衡浓度要除以Cθ(1mol/L)；不出现液体和固体的相应物理量。(2 ) Kθ是温度的函数，与浓度、分压无关(3 )Kθ是量纲一的量。(4) 标准平衡常数表达式必须与化学反应计量式相对应。5. 多重平衡原理 (multiple equilibrium regulation)如果多个化学反应计量式经过线性组合可以得到一个总的化学反应计量式，则总反应的标准平衡常数等于各反应的标准平衡常数之积或商。1.3　 平衡常数与反应速率系数的关系平衡常数与反应速率系数的关系：????????????????????????Kθ=k正／k逆不管反应是元反应还是复合反应，反应的平衡常数可以表示为正反应速率系数和逆反应速率系数之比。由于速率系数只取决于温度，而与浓度无关。不难看出，平衡常数与浓度无关，只与温度有关。Van’t Hoff 等压方程式:????????????????? 对放热反应，T2T1时， K2θ K1θ 。对吸热反应，T2T1时， K2θ K1θ 。 1.5　 Gibbs函数与化学平衡1.等温方程式（isothermal equation）：反应的Gibbs函数变不仅与温度有关，还与系统的组成有关。非标准状态时反应的Gibbs函数变????????????? J称为反应商（reaction quotient）对一般的化学反应：aA(g) + bB(aq) + cC(s) ＝ xX(g) + yY(aq) + zZ(s)任意状态下反应商J:????????????? 2.Gibbs函数变判据与反应商判据???????????? 3.化学反应的标准摩尔吉布斯函数变经验判据??-40KJ/mol? 反应多半正向进行? 40KJ/mol　反应多半负向进行? -40KJ