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§4.1 标准平衡常数 373K时N2O4(g) → 2NO2(g)反应体系的组成 (4)反应方程式乘以系数q,则新反应的平衡常数为原反应平衡常数的q次方。 如果平衡系统的总压力增至原来的2倍, 则 即 ,表明该系统的平衡已被破坏,反应向生成氨(气体分子总数减小)的方向移动。 3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g) §4.3.2 压力对化学平衡移动的影响 (1)有气体参加,但反应前后气体分子总数不等的反应。 同理,如果将系统的总压力降低到原来的一半,这时, 因此,反应向氨分解(气体分子总数增大)的方向移动。 (2)有气体参加,但反应前后气体分子总数相等的反应。 H2 (g) + I2 (g) = 2HI(g) 如果平衡系统的总压力增至原来的2倍, 则 同理,如果将系统的总压力降低为原来的一半,同样可以导出Q = Kθ。 对反应前后气体分子总数不变的反应来说,增加或降低系统的总压力对平衡都没有影响。 系统总压力变化只会促使那些反应前后气体的物质的量有变化的反应的平衡发生移动。若增加压力,平衡就向能减小压力(即减少气体分子数目)的方向移动,若降低压力,平衡就向能增大压力(即增加气体分子数目)的方向移动。 小结: 加入惰性气体对化学平衡产生的影响 化学平衡中加入惰性气体对平衡产生的影响有两种情况: (1) 等温等容的平衡体系中加入惰性气体以增加体系的总压力,此时惰性气体的加入并未改变反应各组分的分压,故平衡不发生移动。 (2) 等温等压的平衡体系中加入惰性气体以保持体系总压力不变,此时体系的各组分的分压都相应地降低了,结果是与增大体系的体积以降低体系的总压力相同,平衡向气体分子数增多的方向移动。 §4.3.3 温度对化学平衡移动的影响 △rGmθ(T) =△rHmθ (T)- T△rSmθ (T) lnKθ(T)=-ΔrGmθ(T)/RT 范特霍夫方程式 lnKθ 0 1/T (a) △rHmθ 0 lnKθ 0 1/T (b) △rHmθ 0 1、温度变化对平衡态的影响情况与反应的热效应有关。 若反应的△rHθm 0,则T增大 → Kθ增大 → Q Kθ → △rGm(T) 0 → 平衡正向移动; 若反应的△rHθm 0,则T增大 → Kθ减小 → Q Kθ → △rGm(T) 0 → 平衡逆向移动; 普通化学 * 第四章 化学平衡 §4.1 标准平衡常数 §4.2 多重平衡规则 §4.3 化学平衡的移动 4.1.1 可逆反应与化学平衡状态 (1) 什么是可逆反应? 在一定条件下,既可按反应方程式从左向右进行,又可以从右向左进行的反应称为可逆反应。 高温下: CO (g) + H2O (g) = CO2 (g) + H2 (g) 正反应 逆反应 (2) 什么是平衡状态? 从热力学原理:ΔrGm = 0 从化学动力学: v正 = v逆 化学平衡是有条件的平衡。 A B 4.1.2 道尔顿分压定律 1. 理想气体(ideal gas) (1) 分子本身没有体积、分子间没有相互作用力的气体。 (2) 是一种人为的模型,实际中并不存在。 (3) 低压、高温条件下的实际气体≈理想气体 pV = nRT R---- 摩尔气体常数 R=8.314 Pa?m3?K-1?mol-1=8.314 J · K-1?mol-1 2 理想气体状态方程式: 实验测得,在STP下,p =101.325kPa, T=273.15K,理想气体的摩尔体积Vm=0m3·mol-1 适用范围:理想气体或高温低压的实际气体 例4-1 已知体积为438 L的钢瓶中装有0.885 kg的氧气,试计算21 ℃时该钢瓶中氧气的压力。 解: 已知V = 438 L,T = 21+273.15=294.15 (K) 3. 道尔顿分压定律 理想气体混合物: 多种相互不发生化学反应的气体混合后,分子本身的体积和相互作用力均可忽略不计。 分压pi: 任一组分气体在相同温度下单独占有混合气体的空间时所产生的压力。 道尔顿分压定律: 理想气体混合物的总压力p等于混合气体中各组分气体分压力之和。 p = p1 + p2 +p3+ ???pi = ? pi n =n1+ n2+????ni 分压的求解: x i ? i的摩尔分数 例4-2 乙炔是一种重要的焊接燃料,实验室用电石(CaC2) 与水反应制备乙炔: CaC2(s) + 2H2O(1) → C2H2(g) + Ca(OH)2(aq) 某
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