无机化学第4章_化学平衡

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1、第四章化学平衡熵和Gibbs函数§4.5Gibbs函数§4.4自发变化和熵§4.3化学平衡的移动§4.2标准平衡常数的应用§4.1标准平衡常数8/18/2021§4.1标准平衡常数equilibriumconstant4.1.3标准平衡常数的实验测定4.1.2标准平衡常数表达式4.1.1化学平衡的基本特征8/18/202100.01000.010007.60020000.003970.003970.01211.202.0448500.002130.002130.01570.3453.43反应开始：c(H2),c(I2)较大,c(HI)=0,r正较大,r逆为0；反应

2、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：4.1.1化学平衡(chemicalequilibrium)的基本特征t/sr正×106r逆×1078/18/2021r正r逆r/(mol·L-1·s-1)8/18/2021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=r逆≠08/18/20214.1.2标准平衡常数(equilibriumconstant)

3、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)8/18/2021对于一般的化学反应：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。8/18/202122HI(g)(g)I21(g)H21+()1/22HI(g)(g)I(g)H22+=()-1]/)I(][/)H([]/)HI([222pppppp=8/18/2021例题4-1：已知25℃时反应多重平衡原理解：反应①+②得：=·=0.45×0.051=0.023③2BrCl(g)+I2(g)2IBr(g

4、)+Cl2(g)的。②I2(g)+Br2(g)2IBr(g)的=0.051计算反应①2BrCl(g)Cl2(g)+Br2(g)的=0.452BrCl(g)+I2(g)2IBr(g)+Cl2(g)8/18/2021例题4-2：定温定容下，GeO(g)与W2O6(g)反应生成GeWO4(g)：4.1.3标准平衡常数的实验测定若反应开始时，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)8/18/2021p(W2O6)=100.0

5、kPa-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-98.0-98.08/18/20218/18/2021平衡转化率：8/18/20214.2.1判断反应程度§4.2标准平衡常数的应用4.2.3计算平衡组成4.2.2预测反应方向8/18/20214.2.1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

6、物部分地转化为生成物。8/18/2021对于一般的化学反应：4.2.2预测反应方向任意状态下：aA(g)+bB(aq)+cC(s)xX(g)+yY(aq)+zZ(l)def反应商：8/18/2021反应商判据：JK反应逆向进行。8/18/2021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=83.7kPa4.2.3计算平衡组成反应开始时c0(CO)=0.0350mol·L-1，c0(Cl2)=0

7、.0270mol·L-1，c0(COCl2)=0。计算373K反应达到平衡时各物种的分压和CO的平衡转化率。例题4-3：已知反应CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)在定温定容条件下进行,373K时K=1.5108。8/18/2021开始cB/(mol·L-1)0.03500.02700开始pB/kPa108.583.70假设Cl2全部转化108.5-83.7083.7又设COCl2转化xxx-x平衡pB/kPa24.8+xx83.7-x解：CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)8/18/2021平衡时:p(CO)=24.8kPa，p(Cl2)=2.31