大学化学化学平衡.ppt

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1、第3章化学平衡Chapter3ChemicalEquilibrium1．掌握化学平衡状态及标准平衡常数概念。2.会进行简单的化学平衡移动判断及有关计算。本章教学要求3.1平衡状态Equilibriumstate3.2标准平衡常数Standardequilibriumconstant3.3平衡移动Shiftoftheequilibrium3.1平衡状态Equilibriumstate(1)什么是平衡状态？就是ΔG=0或者v正=v负在密闭容器中，可逆反应不能进行到底.个别反应几乎能进行到底.例如：化学反应有可逆

2、反应与不可逆反应之分，但大多数化学反应都是可逆的.例如:MnO22KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)(2)化学平衡的鲜明特点★平衡是动态的★到达平衡状态的途径是双向的对上述反应，不论从哪个方向都能到达同一平衡状态。温度一经确定，CO2的平衡压力也就确定，在该压力下产生CO2的速率等于它转化为CaCO3的速率。系统各组分无限期保持恒定并不意味着正、逆反应的终止，只不过朝两个方向进行的速率相等而已。如反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)平衡时，CaCO3仍在不断分解为CaO和CO2,CaO与

3、CO2仍在不断形成CaCO3（用放射性同位素14C标记法）。★平衡状态是两种相反趋势导致的折中状态两种相反趋势是指系统总是趋向最低能量的趋势和趋向最大混乱度的趋势。CaCO3中的C原子和O原子高度有序，由其形成的占据着晶格中的确定位置。分解反应相应于将以CO2气体分子形式游离出来，游离出来的气体分子能运动于反应容器的整个空间。与中禁锢的CO2相比,气态CO2分子的混乱度更高。如果只有熵变这一因素，CaCO3将会完全分解。然而CaCO3的分解为吸热过程，熵变有利的这一反应焓变却不利。逆反应的情况恰好颠倒过来:

4、熵变不利而焓变却有利。可以认为，平衡系统中CO2的分压反映了两种趋势导致的折中状态。3.2标准平衡常数（1）标准平衡常数的表达式★对于溶液中的反应标准平衡常数用以定量表达化学反应的平衡状态。值越大，平衡混合物中生成物越多而反应物越少，反之亦然。★对于气相反应aA＋bBcC＋dD★对通式Payattention!▲是无量纲的量▲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所表示的多相反应而言，的表达式则为aA(s)＋bB(aq)cC(aq)＋dD(g)已知25℃时反应（1）2B

5、rCl(g)Cl2(g)+Br2(g)的（2）I2(g)+Br2(g)2IBr(g)的计算反应（3）2ClBr(g)+I2(g)2IBr(g)+Cl2(g)的Question12ClBr(g)+I2(g)2IBr(g)+Cl2(g)Solution反应（1）+（2）得：Question22GeO(g)+W2O6(g)2GeWO4(g)开始pB/kPa100.0100.00变化pB/kPa-98.098.0平衡pB/kPa100.0-98.0100.098.0p(GeO)=100.0kPa–98.0kPa=2

6、.0kPap(W2O6)=100.0kPa-kPa=51.0kPaSolution恒温恒容下，2GeO(g)+W2O6(g)2GeWO4(g)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。（2）标准平衡常数与反应商与标准平衡常数Kθ相对应的反应商(Reactionquotient,符号为Q)的表达式为：若判断反应的进行程度（3）标准平衡常数与标准自由能变表达与之间关系的式子叫范特荷甫等温式：如果系

7、统达到平衡,则不但意味着△rGm(T)＝0,而且意味着反应商等于标准平衡常数，则或△rGm(298K)=－103.8kJ∙mol-1＋(0.00831kJ∙mol-1·K-1)(298K)ln0.01=－103.8kJ∙mol-1－11.4kJ·mol-1=－115.2kJ∙mol-1Question3与值相比，值更负，比标准状态条件下具有更大的自发性。反应CCl4(l)+H2(g)＝HCl(g)+CHCl3(l)的若实验值p(H2)＝1.0×106Pa和p(HCl)＝1.0×104Pa时，反应的自发性增大

8、还是减少？Solution3.3平衡移动外界条件改变时一种平衡状态向另一种平衡状态的转化过程叫平衡移动。所有的平衡移动都服从吕·查德里原理(LeChatelier’sprinciple):若对平衡系统施加外力,平衡将沿着减小此外力的方向移动。(LeChatelierH,1850-1936)法国无机化学家，巴黎大学教授对于溶液中的化学反应：平衡时,c(反应物)增大或c(生成物)减小,Q