【5A文】无机及分析化学：化学平衡和化学反应速率.ppt

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1、无机及分析化学20172017.9121气体和溶液4解离平衡目录12化学热力学初步3化学平衡和化学反应速率第三章化学平衡和化学反应速率3掌握标准平衡常数和标准吉布斯自由能变的关系；掌握化学平衡移动的定性判断及其移动程度的定量计算；掌握质量作用定理和如何确定非基原反应的速率方程；掌握反应温度对反应速率影响的阿伦尼乌斯经验式；前言化学反应中常涉及到的两个问题:(1)化学反应进行的方向、程度以及反应过程中的能量变化关系(2)化学反应进行的快慢即化学反应的速率问题可能性现实性化学热力学化学动力学4化学热力学化学动力学化

2、学热力学初步化学反应速率化学反应平衡5前言63.1.1化学平衡的特征同时可向正逆两个方向进行的化学反应称为可逆反应，并把从左向右进行的反应称作正反应；从右向左进行的反应则称作逆反应。例如：H2(g)+I2(g)2HI(g)可逆反应化学平衡的状态是？7化学平衡是ΔrG=0时的状态化学平衡是一种动态平衡化学平衡是有条件的平衡3.1.1化学平衡的特征3.1.2标准平衡常数及其有关的计算标准平衡常数(K)在一定温度下，某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

3、计量数的绝对值为乘幂的乘积等于一常数K。8当反应达到平衡时，ΔrG=0，则1、平衡常数K与化学反应计量方程式有关；N2+3H22NH3K1=(p(NH3)/p)2(p(H2)/p)3(p(N2)/p)11/2N2+3/2H2NH3K2=(p(NH3)/p)1(p(H2)/p)3/2(p(N2)/p)1/21/3N2+H22/3NH3K3=(p(NH3)/p)2/3(p(H2)/p)1(p(N2)/p)1/3显然K1=(K2)2=(K3)33.1.2

4、标准平衡常数及其有关的计算2、Q与K的区别。某状态与平衡状态的区别。9将1.5molH2和1.5molI2充入某容器中，使其在793K达到平衡，经分析，平衡系统中含HI2.4mol。求下列反应在该温度下的K。10解：例题3-1解：合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)因起始N2(g)H2(g)的体积比为13，从反应方程式可知N2(g)H2(g)平衡时的体积比仍为13。由分压定律可求得各组分的平衡分压：p(N2)=(1/4)(10.125)5000kPa=1093.75kPap(H

5、2)=(3/4)(10.125)5000kPa=3281.25kPap(NH3)=0.1255000kPa=625kPaK=[p(NH3)/p]2[p(H2)/p]3[p(N2)/p]1=(625/100)2(3281.25/100)3(1093.75/100)1=1.01104将N2(g)和H2(g)以13体积比装入一密闭容器中，在673K、5000kPa压力下反应达到平衡，产生12.5%的NH3(g)（体积比），求该反应的标准平衡常数K？例题3-211当某总反应为若干

6、个分步反应之和（或之差）时，则总反应的平衡常数为这若干个分步反应平衡常数的乘积（或商）。2NH3(aq)+2H2O(l)⇌2NH4+(aq)+2OH(aq)(a)CO2(g)+H2O(l)⇌H2CO3(aq)(b)H2CO3(aq)⇌CO32(aq)+2H+(aq)(c)+)2H+(aq)+2OH(aq)⇌2H2O(l)(d)CO2(g)+2NH3(aq)+H2O(l)⇌2NH4+(aq)+CO32(aq)K1=KaKbKcKd3.1.3多重平衡规则123.1.3多重平衡规则如果反应（3

7、）=反应（1）+反应（2）13因为所以3.1.3多重平衡规则同理，如果反应（4）=反应（1）—反应（2）14因为所以已知下列反应在1123K时的标准平衡常数(1)C(石墨)+CO2(g)⇌2CO(g)；K1=1.31014(2)CO(g)+Cl2(g)⇌COCl2(g)；K2=6.0103计算反应：(3)2COCl2(g)⇌C(石墨)+CO2(g)+2Cl2(g)在1123K时的K值。解：2CO(g)+Cl2(g)↔COCl2(g)+）C(石墨)+CO2(g)↔2CO(g)(4)C(石墨)+CO2

8、(g)+2Cl2(g)↔2COCl2(g)(4)由（2）式乘2再加（1）式得（4）式，根据多重平衡规则：K4=(K2)2K1而(3)式是(4)式的逆反应，则：K3=1/K4=1/[(K2)2K1]=1/[(6.0103)21.31014]=2.1101015例题3-33.2化学平衡的移动16勒夏特列（LeChatelier）化学平衡移动原理假如改变平衡系统