无机化学 化学平衡1

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1、第四章化学平衡教学要求掌握化学平衡的概念和特征掌握平衡常数的概念及其表达式的书写掌握多重平衡规则了解影响化学平衡移动的因素一、化学反应的可逆性和化学平衡（一）化学反应的可逆性1、不可逆反应：2KClO32KCl+3O2↑2、可逆反应概念：同一条件下，既可以按反应方程式从左到右进行，又可以从右向左进行的反应.化学符号“⇋”正反应:由左向右(反应物到生成物)方向进行逆反应:由右向左(生成物到反应物)方向进行MnO2△第一节平衡常数可逆反应的最大限度就是化学平衡可逆反应：(1)可逆程度不同;(2)对于同一反应,在不同的条件下,可逆性也会不同。例：2H2(g)+O2(g)⇋2H2O(g)在8

2、73K-1273K时,生成水的方向占优势；在4273-5273K时,分解过程占优势。（二）化学平衡tvv正v逆化学平衡v正＝v逆≠0N2O4气体N2O4(g)2NO2(g)无色棕红色化学平衡状态:正逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度不再随时间而改变的状态。特点：1)“动”化学平衡是动态平衡:v正＝v逆≠0。2)“定”，化学平衡状态时，v正＝v逆，一定温度下，平衡状态体现该条件下反应进行的最大限度。3)“变”，化学平衡是有条件的，即“定”是相对的、暂时的，而“动”则是绝对的。外界因素改变，原平衡被破坏，直至建立新的平衡。化学平衡类型氧化还原平衡配位平衡沉淀溶解平衡酸碱平衡1.标准

3、平衡常数Kθ二、标准平衡常数Kθ编号起始浓度/mol·dm-3平衡浓度/mol·dm-3CO2H2COH2OCO2H2COH2O10.010.01000.0040.0040.0060.0062.320.010.02000.00220.01220.00780.00782.330.010.010.00100.00410.00410.00690.00592.44000.020.020.00820.00820.01180.01182.2CO2+H2CO+H2O（1473K）化学平衡定律：在一定温度下，可逆反应达平衡时，生成物的浓度以反应方程式中计量系数为指数幂的乘积与反应物的浓度以反应方程式

4、中计量系数为指数幂的乘积之比是一个常数。任意浓度：c平衡浓度：[]相对平衡浓度相对平衡分压无量纲量aA+bBdD+eE液相反应aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)气相反应★标准平衡常数是一定温度下，化学反应可能进行的最大限度的量度。Kθ↑，[产物]↑，化学反应向右进行得越彻底。★Kθ只与反应的本性和温度有关，与浓度或分压无关。温度不同，Kθ不同。K》1,e.g.106,不可逆反应;K《1,e.g.10-6,反应基本不发生.(二)书写和应用标准平衡常数表达式的注意事项(1)纯固体,液体和稀溶液中水的浓度不写入Kθ的表达式;Cr2O72(aq)+H2O(l)2CrO42(aq

5、)+2H+(aq)(2)Kθ值与反应方程式的写法有关，例：在373K时，K1=(K2)2=(K3)3N2O4(g)⇋2NO2(g)1/2N2O4(g)⇋NO2(g)1/3N2O4(g)⇋2/3NO2(g)方程式的配平系数扩大n倍时，平衡常数将变为Kn。(3)逆反应的平衡常数与正反应的平衡常数互为倒数。K正×K逆=1平衡转化率转化率就是反应物转化为产物的百分数，即：H2(g)+CO2(g)⇋CO(g)+H2O(g)起始浓度：0.020.0200mol/L平衡浓度：0.0050.0050.0150.015mol/L转化浓度：0.0150.015mol/L例反应CO+H2O⇋H2+CO2，

6、在温度T时，K＝9，CO和H2O的起始浓度均为0.02mol.L-1，求CO平衡转化率。解：设消耗了CO的浓度为xmol.L-1CO+H2O⇋H2+CO2起始浓度0.020.0200mol.L-1平衡浓度0.02-x0.02-xxxmol.L-1x＝0.015mol.L-1，[H2]=[CO2]=0.015mol.L-1转化率为：（0.015/0.02）×100％＝75％同理，可求得当K＝4和K＝1时，CO转化率分别为67％和50％。所以，K越大，转化率越大。转化率与反应物浓度有关系吗？三、标准平衡常数与标准摩尔反应Gibbs自由能的关系自发过程：不凭借外力就能发生的过程。例：传压

7、，传热，电流等；夏日冰块的融化；铁在潮湿的空气中生锈。标准摩尔反应Gibbs自由能，rGmθ化学反应处于非平衡/任意状态时，如何判断反应自发进行的方向？非平衡时，判断反应过程的自发性？摩尔反应Gibbs自由能，rGmrGm<0，自发过程；rGm>0，非自发过程；rGm=0，平衡状态。非平衡时：反应商Q（以非平衡/任意状态时物质的相对平衡浓度或分压代入）aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+hH(aq)