南开大学无机及分析化学课件之-(5)要点.pptVIP

(4)(5)、(6)QuestionCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)4.2.2多重平衡若反应体系中同时存在几个化学反应并且某一物质同时参加几个反应,使得几个反应之间存在一定的联系。当整个反应体系达到平衡时,各个反应也同时分别达到了平衡,由于某物质要同时满足几个平衡的要求,就使得互相关联的几个平衡相互制约,这种情况叫做多重平衡或称同时平衡。在多重平衡体系中,几个互相关联的化学反应的平衡常数之间存在着一定的关系。例如反应体系中存在以下几个反应①C(s)＋O2(g)CO2(g)②C(s)＋1/2O2(g)CO(g)③CO(s)＋1/2O2(g)CO2(g)化学反应平衡常数由以上三个反应不难看出,反应式②加③等于反应式①,即C(s)+1/2O2(g)CO(g)+CO(s)+1/2O2(g)CO2(g)C(s)+O2(g)CO2(g)同时还可以看到同理，若对某反应方程式乘上一个系数x，则所得反应的平衡常数是原反应平衡常数的x次方.例如C(s)+1/2O2(g)CO(g)在反应方程式两边分别乘以2,可得2C(s)+O2(g)2CO(g)显然,K’＝K2。可见平衡常数表达式一定要与反应方程式相对应。因此可以得到这样一个结论:若某反应的反应式是由两个反应的反应式相加而成．则该反应的平衡常数等于相加反应平衡常数之乘积，这称之为多重平衡规则。4.3化学反应的方向和限度在生产实践和科学研究中,人们对化学反应关心三个问题。第一,化学反应能不能发生的问题即化学反应能不能按我们指定的反应方向自发进行的问题。第二,化学反应速率的问题。第三,化学反应的限度问题即化学反应在宏观上进行到什么程度即停止反应。化学反应速率的研究在化学中属于化学动力学范畴,化学反应方向和限度的研究在化学中属于化学热力学范畴。对某可逆化学反应bB+dDyY+zZ定义化学反应处于非平衡态时，产物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比值叫反应商Q.即在非平衡态时(4.11)反应商的表达式与平衡常数表达式的数学形式相同,但式中浓度所表示的含义不同,Qc表达式中的浓度是指非平衡态浓度,平衡常数表达式中的浓度是指平衡浓度。范特霍夫等温方程式我们已知道,化学反应只有在达到平衡时才存在当化学反应尚未到达平衡时,反应要自发地进行。随着反应的进行反应物和产物的浓度逐渐向平衡浓度变化,因此反应自发进行的方向是使反应物和产物的浓度趋向等于平衡浓度的方向,反应物和产物的浓度趋于平衡浓度就使得Q→K。因此反应自发进行的方向是Q→K的方向,反应的哪个方向能使Q→K,反应就朝哪个方向自发进行。Q＜K时反应正向自发Q=K时反应达到平衡Q＞K时反应逆向自发范特霍夫等温方程式如果反应出于平衡状态,?rG=0Gibbs函数变判据与反应商判据是一致的:反应达平衡时,反应在宏观上不再进行,因此Q＝K是反应限度的标志与热力学ΔG=0的判据是一致的。3.在一定温度下，反应的?rGm?为一固定数值。所以，K?也应为一不变的数值。标准平衡常数:在一定温度下，反应处于平衡状态时，生成物的活度以方程式中化学计量数为乘幂的乘积，除以反应物的活度以方程式中化学计量数的绝对值为乘幂的乘积为一常数，称为标准平衡常数。4.活度，即有效浓度活度=热力学标准态物质所处状态热力学标准态是单位活度