化学平衡与标准平衡常数课件.ppt

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1、§3.4化学平衡与标准平衡常数§3.4.2标准平衡常数§3.4.1可逆反应与化学平衡§3.4.1可逆反应与化学平衡2化学平衡状态1可逆反应——不可逆反应大多数化学反应都是可逆的。例如：在一定温度下，密闭容器中氢气和碘蒸气可逆反应有些反应反应物转化为产物非常彻底，同样条件下，密闭容器中充入碘化氢可逆反应，记作：00.01000.0100076.0020000.003970.003970.012112.02.0448500.002130.002130.01573.453.43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

2、,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：可逆反应t/sr正×107r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=r逆≠0§3.4.2标准平衡常数2标准平衡常数的计算1标准平衡常数表达式3平衡组成的计算实验证明，可逆反应达平衡后，参加反应的各物种的浓度或分压之间存在着一定的数量关系。例如：在425℃，反应：1标准平衡常数表达式达平衡时，尽管氢气和碘蒸气的初始分压不同

3、，平衡时各物种分压也不同，但，见表4-1。——实验平衡常数表4-1425.4℃系统的组成开始时各组分分压p/kPa平衡时各组分分压p/kPap(H2)p(I2)p(HI)p(H2)p(I2)p(HI)164.7457.78016.889.9295.7254.72265.9552.53020.687.2690.5454.60362.0262.51013.0813.5797.8853.98461.9669.49010.6418.17102.6454.4950062.106.6276.62748.8554.3460026.982.8772.87721.2354.45热力学中的平衡常数为标准平衡常

4、数，用表示。热力学中规定，平衡时各物种均以各自的标准状态为参考态。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。*在标准平衡常数表达式中，各物种的浓度或分压必须是平衡时的浓度或分压。22HI(g)(g)I21(g)H21+()1/22HI(g)(g)I(g)H22+=()-1]/)I(][/)H([]/)HI([222pppppp=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

5、+bB(aq)+cC(s)xX(g)+yY(aq)+zZ(l)def反应商：反应商判据：JK反应逆向进行。若某一个(总)化学反应计量式是由多个化学反应的计量式经线性组合所得，则这个(总)化学反应的标准平衡常数等于组合前的各化学反应的标准平衡常数的积(或商)。1).多重平衡规则2标准平衡常数的计算可由(2)C(s)+CO2(g)2CO(g)和(3)CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)线性组合例如：化学反应计量式(1)C(s)+CO2(g)+2Cl2(g)2COCl2(g)即：(1)=(2)+2×(3)=·()2则：例题：已知25℃时反应解：反

6、应①+②得：=·=0.45×0.051=0.023③2BrCl(g)+I2(g)2IBr(g)+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)等温方程式：反应达到平衡时，2).Gibbs函数与化学平衡JRT（T）ln+=（T）(T)=0，J=RTln=-（T）(T)在温度变化范围不大时：呈直线关系与T(T)K/1ln=-T(T)(T)(T)由RTln=-（T）(T)和得：RTln-(T)=-TRRTKln+-=(T)(T)(T)

7、RRTKln+-=(T)(298K)(298K)当温度为T1时：当温度为T2时：两式相减得：由此式可见,对于吸热反应,温度升高,增大；对于放热反应,温度升高,减小。RRT1Kln+-=(T1)(298K)(298K)RRT2Kln+-=(T2)(298K)(298K)-=2111lnTTRKK(T2)(T1)(298K)例根据附录1的数据计算合成氨反应的和。(673K)(673K)N2(g)+3H2(g