2019年无机化学第3章化学平衡课件.ppt

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1、一.化学反应的可逆性（Reversibility）和可逆反应（Reversiblereactions）绝大多数化学反应都有一定可逆性：例如:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(水煤气)可逆性显著N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可逆性显著Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)可逆程度小只有极少数反应是“不可逆的”（单向反应）：例如：2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)可逆反应在同一条件（温度、压力、浓度等）下，能同时向两个相反方向进行的反应。无机化学“可逆反应”≠热力学“可

2、逆过程”（无机化学“可逆反应”多数为热力学“不可逆过程”）7/29/20211课件二、化学平衡的概念（一）定义—可逆反应在一定条件下，正反应速率等于逆反应速率时，反应体系所处的状态，称为“化学平衡”。例1：H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)7/29/20212课件H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)7/29/20213课件二、化学平衡的概念（续）例2：N2O4(g)2NO2(g)无色红棕色在373K恒温槽中反应一段时间后，反应混合物颜色不再变化，显示已达平衡，测得平衡时N2O4、NO2

3、浓度（见下表）。次序起始浓度浓度变化平衡浓度[NO2]2/[N2O4]/mol·dm-3/mol·dm-3/mol·dm-31从反应N2O40.100-0.0600.0400.36物开始NO20+0.1200.1202从产物N2O40+0.0140.0140.37开始NO20.100-0.0280.0723从反应混N2O40.100-0.0300.0720.37合物开始NO20.100+0.0600.1607/29/20214课件二、化学平衡的概念（续）平衡时[NO2]2/[N2O4]不变，即达到一个“常数”—

4、称为“平衡常数”（K）。N2O4(g)2NO2(g)K=[NO2]2/[N2O4]=0.37（373K）（二）平衡常数（Equilibriumconstants）1.定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物浓度的方程式计量系数次方的乘积与反应物浓度计量系数次方的乘积之比，为一常数，称为“平衡常数”。符号：K。这一规律称为“化学平衡定律”。7/29/20215课件（二）平衡常数（续）2.平衡常数的意义表示在一定条件下，可逆反应所能进行的极限。K↑，正反应彻底↑。通常：K>107，正反应单向K<10-7，逆反应

5、单向K=10-7107，可逆反应7/29/20216课件（二）平衡常数（续）注意：①平衡常数只是温度的函数，而与反应物或产物的起始浓度无关（见表3.1）。N2O4(g)2NO2(g)T/K273323373Kc5×10-42.2×10-23.7×10-1②平衡常数不涉及时间概念，不涉及反应速率。2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)K=3.61024(298K)K很大，但R.T.反应速率很小。7/29/20217课件（二）平衡常数（续）③平衡常数K的书写形式和数值与方程式写法有关,K是广度性质(△Gø=

6、-RTlnK)例：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)Kp=p2(NH3)/[(p(N2)p3(H2)]½N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)Kp’=p(NH3)/[(p½(N2)p3/2(H2)]Kp=(Kp’)2④稀的水溶液反应，[H2O]不写在平衡常数表达式中。例：Cr2O72-(aq)+H2O(l)=2CrO42-(aq)+2H+(aq)K=([CrO42-]2[H+]2)/[Cr2O72-]7/29/20218课件（三）经验平衡常数与相对平衡常数⑤反应中纯固体、纯液体的浓度不写在平衡常数表达

7、式中。（三）经验平衡常数与相对平衡常数1.平衡常数的分类（1）经验平衡常数（实验平衡常数）：Kc,Kp,Kx,K杂（2）相对平衡常数：Kr(或标准平衡常数Kø）7/29/20219课件（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）物理量=纯数x量纲(SI制)c=0.25mol·dm-3(c/mol·dm-3=0.25)p=30.45kPa(p/kPa=30.45)x=0.45(量纲=1)pH=8.63(量纲=1)（1）经验平衡常数（实验平衡常数）：Kc,Kp,Kx,K杂例1：Cr2O72-(aq)+H2O(l)=2Cr

8、O42-(aq)+2H+(aq)Kc=([CrO42-]2[H+]2)/[Cr2O72-]=2.0×105(mol·dm-3)3有量纲!7/29/202110课件（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）例2：N2O4(g)=2NO2(g)Kp=p2(NO2)/p(N2O4)=1116kPa（373K）有量纲!经验平衡常数有量纲！不直接热力学与联系！Kc与Kp的关系：设一理想气体（无体积，