大学无机化学之化学平衡

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1、第三章化学平衡原理§3.3化学平衡的移动§3.2标准平衡常数的应用§3.1标准平衡常数§3.1标准平衡常数3.1.3标准平衡常数的实验测定3.1.2标准平衡常数表达式3.1.1化学平衡的基本特征化学反应的限度1、高炉中的炼铁反应为：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO22、合成氨反应：N2+3H2NH3N2转化率最大为65.1%3、KClO3=2KCl+O200.01000.010007.60020000.003970.003970.01211.200.20448500.002130.002130.01

2、570.3450.343反应开始：c(H2),c(I2)较大,c(HI)=0,r正较大,r逆为0；反应进行：c(H2),c(I2)减小,r正减小,c(HI)增大,r逆增大；某一时刻：r正=r逆，系统组成不变，达到平衡状态。大多数化学反应都是可逆的。例如：3.1.1化学平衡的基本特征t/sr正×106r逆×107r正r逆r/(mol·L-1·s-1)化学平衡：特征：（1）系统的组成不再随时间而变。（2）化学平衡是动态平衡。（3）平衡组成与达到平衡的途径无关。在一定条件下，可逆反应处于化学平衡状态：r正=

3、r逆≠0实验编号起始浓度/(mol/L)平衡浓度/(mol/L)[CO][H2O][CO2][H2]CO2H2COH2OCO2H2COH2O12340.0100.0100.01000.0100.0200.0100000.0010.0020000.0200.00400.00220.00410.00820.00400.01220.00410.00820.00600.00780.00690.01180.00600.00780.00590.01182.32.42.42.4CO2＋H2＝CO＋H2O①无论反应是

4、从反应物开始，还是从产物开始，最后达到化学平衡。②起始浓度不同会导致平衡时各物质的浓度不同，但平衡浓度按特定组合的值却都是2.4。是一个常量，该常量被称为实验平衡常数。③对于许多其他可逆反应，由大量实验结果也总结出相同的规律。(4)可见，化学平衡状态最重要的特点是存在一个平衡常数，它是反映体系的特性，是反应限度的一种表示，其值大小与各物质的起始浓度无关，仅是温度的函数。3.1.2标准平衡常数表达式对于溶液中的反应：对于气相反应：Sn2+(aq)+2Fe3+(aq)Sn4+(aq)+2Fe2+(aq)对

5、于一般的化学反应：是温度的函数，与浓度、分压无关。*标准平衡常数表达式必须与化学反应计量式相对应。是量纲一的量。22HI(g)(g)I21(g)H21+()1/22HI(g)(g)I(g)H22+=()-1]/)I(][/)H([]/)HI([222pppppp=例如：C（石墨）+O2=CO2K总（1）C（石墨）+1/2O2=COK1（2）CO+1/2O2=CO2K2K总=K1•K2(1)+(2)得总反应：C（石墨）+O2=CO23.1.3多重平衡原理如果某一（总）反应是由几个反应相加（或相减）所

6、得，则这个（总）反应的平衡数就等于相加（或相减）的几个反应的平衡常数的乘积（或商），这种关系称为多重平衡规则；即:反应M=反应A+反应B+反应C+…Kθ(M)=Kθ(A)•Kθ(B)•Kθ(C)×…思考：这与盖斯定律有何区别(P)？3.2.1判断反应程度§3.2标准平衡常数的应用3.2.3计算平衡组成3.2.2预测反应方向3.2.1判断反应程度K愈小，反应进行得愈不完全；K愈大，反应进行得愈完全；K不太大也不太小(如10-3

7、应方向任意状态下：aA(g)+bB(aq)+cC(s)xX(g)+yY(aq)+zZ(l)def反应商：反应商判据：QK反应逆向进行。例题1：定温定容下，GeO(g)与W2O6(g)反应生成GeWO4(g)：3.2.3计算平衡组成若反应开始时，GeO和W2O6的分压均为100.0kPa，平衡时GeWO4(g)的分压为98.0kPa。求平衡时GeO和W2O6的分压以及反应的标准平衡常数。2GeO(g)+W2O6(g)2GeWO4(g)p(W2O6)=100.

8、0kPa-kPa=51.0kPap(GeO)=100.0kPa-98.0kPa=2.0kPa解：2GeO(g)+W2O6(g)2GeWO4(g)平衡pB/kPa100.0-98.0100.0-98.0开始pB/kPa100.0100.00变化pB/kPa-98.0-98.0平衡转化率：解：pV=nRT因为T、V不变，p∝nBp0(CO)=(0.0350×8.314×373)kPa=108.5kPap0(Cl2)=(0.0270×8.314×373)kPa