珍贵无机化学课件第5章 化学平衡.ppt

《珍贵无机化学课件第5章 化学平衡.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、本章学习要求：了解化学平衡及平衡常数的概念掌握平衡常数的计算方法了解自由能与化学平衡的关系了解影响化学平衡的各种因素5－1可逆过程与化学平衡在一定的反应条件下，当正反应速度＝逆反应速度时反应体系中各物质的浓度保持不变，这种状态称为化学平衡。动态平衡并不是反应速度为零，也不是浓度相等5－2化学平衡常数化学平衡时，反应物与产物达到平衡时，各物质浓度之间的关系：平衡常数表达式上式中，各物质的浓度是平衡浓度，a,b,c,d是配平化学方程式的计量系数。(Kc或Kp)标准平衡常数K0表达式中：各物质的浓度均以各自的标准态为参考态。对气体：P=100KPa，对液体C=1mol.L-1标准平衡常数的量刚

2、就是1。(各浓度、压力项均除以上述相对值)标准平衡常数没有压力平衡常数和浓度平衡常数之分。如果在反应中有固体参加的话，则固体物质的浓度不写入平衡常数。平衡常数的意义：1）每一个可逆反应在一定的温度下有自己的特征常数，对同一反应，温度不同，平衡常数的数值也不同。(Notice!Howtoexplain?,Ea)2）平衡常数的大小表示在平衡体系中各平衡化合物相对浓度的大小，K值越大，平衡化合物中产物的相对浓度就越大。平衡常数和反应速度系数的关系：上一章正反应逆反应二式相减如果>0，吸热，T2>T1，K2>K1如果<0，放热，T2>T1，K2

3、的程度。K值越大，反应进行得越彻底。5－3平衡常数的应用二、预测反应进行的方向计算在任意状态下的反应商（非平衡常数）J，比较K与J的大小：JK反应逆向进行三、计算平衡组成已知反应系统初始组成，根据平衡常数表达式，计算平衡时各物质的组成。例如：在一个10升的密闭容器中，在850℃时，平衡常数Kc=1；若用2molCO和2molH2O混合加热到850℃，求CO转化为CO2的百分率。（注意解题要求）解：设平衡时CO2的浓度为Xmol.L-1，则H2的浓度也是Xmol.L-1。起始时：CO浓度＝2/10＝0.2mol.L-1，H2O浓度＝2/10=0.2mo

4、l.L-1得：X=0.1mol.L-1平衡时：Cco=0.2-X=0.1mol.L-15－4化学平衡的移动在一定的条件下，化学反应达到平衡，当反应的条件发生变化时，化学平衡就会被破坏，经过一段时间后，又可以重新达到平衡，这就是化学平衡的移动。影响化学平衡的因素有浓度、温度、压力等。一、浓度对化学平衡的影响判据：根据反应商判据可以推测化学平衡移动的方向二、压力对化学平衡的影响判据：视反应物与产物中气体总摩尔数的大小而定1）改变反应系统总的压力2）改变反应系统的体积3）在反应系统中添加惰性气体反应物、产物的分压是否发生变化三、温度对化学平衡的影响判据：反应的热效应1）升高温度，化学平衡向吸热

5、方向移动2）降低温度，化学平衡向放热方向移动1）增加反应物浓度或反应物气体的分压，平衡向减小反应物方向移动；2）提高压力或减小体积，平衡向气体分子数减小的方向移动；3）升高温度，平衡向吸热方向移动。4）催化剂不影响化学平衡影响化学平衡因素的总结：有效碰撞理论：在气体反应中，反应物分子不断发生碰撞，其中大多数碰撞并不能发生发应，只有一定数目的少数分子碰撞才能发生反应。这种能够发生反应的碰撞称为——有效碰撞。对于一特定的反应，在碰撞时分子发生反应所需要的最小能量——活化能5－5自发变化与熵一、自发变化自发变化的特征：1）在没有外界作用或干扰情况下，系统自身发生变化的过程——自发变化；2）有的

6、自发变化开始时需要引发，一旦开始，自发变化将一直进行到平衡；3）自发变化不受时间约束，与反应速率无关；4）自发变化有一定的方向性，其逆过程是非自发变化；5）自发变化和非自发变化都是可能进行的，但只有自发变化能自动进行，而非自发变化必须借助外部作用才能进行。对于一特定的反应，在碰撞时分子发生反应所需要的最小能量——活化能●水从高处流向低处●热从高温物体传向低温物体●铁在潮湿的空气中锈蚀●锌置换硫酸铜溶液反应在没有外界作用下,体系自身发生变化的过程称为自发变化自然界中的自发变化(spontaneousprocess)Zn(s)+Cu2+(aq)＝Zn2+(aq)+Cu(s)二、熵和自发变化一

7、个变化过程发生的趋向是使系统的能量降低——能量最低原理一般，放热反应都能自发进行H<0另外，有一些吸热反应在一定条件下，也能自发进行如冰吸热自动融化、KNO3自动溶水H0.故：H0不是自发变化的唯一判据！还应考虑另一因素——熵S。三、混乱度、熵和微观状态函数混乱度——系统中分子排列或分布的有序性。对自发进行的反应，总倾向于使分子的混乱度增加。熵S(Entropy)——描述系统混乱度的热力学函数。S=klnΩΩ代表体系混乱程