大学化学平衡课件说课讲解.ppt

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1、大学化学平衡课件§5-2化学平衡常数一、经验平衡常数(以质量作用定律为基础或通过实验测量平衡态时各组分的浓度或分压而求得的平衡常数.)实验发现：参与反应的物质按一定比例组成反应混合物。平衡时，各组分的浓度不再改变。但反应混合物的组成不同时，平衡体系的组成并不相同。看如下的反应数据：化学反应需要一个单一的参数描述一定温度下平衡体系的状态1473KCO2H2COH2OCO2H2COH2O1)0.010.01000.0040.0040.0060.0062.32)0.010.02000.00220.01220.00780.00782.33)0.010.010.0010

2、0.00410.00410.00690.00592.44)000.020.020.00820.00820.01180.01182.1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)起始浓度/mol·dm－3平衡浓度/mol·dm－3尽管平衡组成不同，但的值是不变的。对于化学计量数不全是1的反应，如2HI(g)——H2(g)+I2(g)T平衡时，的值保持一定。T对于一般可逆反应aA+bB——gG+hH平衡时，，K是平衡常数。K称为经验平衡常数（或实验平衡常数）。从经验平衡常数K的表达式中可以看出，K的单位是：[mol·dm-3](g+h)－(a+b)即为浓度的某

3、次幂。当(g+h)=(a+b)时，K无单位。T气相反应，aA(g)+bB(g)——gG(g)+hH(g)平衡时，对于气相反应，既有Kc，也有Kp，表达的是同一平衡态，但数值可以不同。Kc和Kp之间可以相互换算，相关的式子有：pV=nRTp=(n/V)RTp=cRTc为浓度得：Kp=Kc(RT)nn是反应式中生成物和反应物的计量系数之差。当分压单位为KPa，浓度单位为mol.dm-3时，R的取值为8.314KPadm3mol.-1K-1，除n=0以外，KP和KC都是有量纲的，由n决定。在书写Kc或Kp表达式时，只写浓度或分压可变的溶液相和气相，纯固态和纯

4、液态物质，不写入。Cr2O72－(aq)+H2O(l)2CrO42－(aq)+2H+(aq)H2O为液相，不写入。1、平衡常数之间的关系：（要熟练掌握）N2+3H22NH31/2N2+3/2H2NH3如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)Kp=固相不写入。正反应aAbB逆反应bBaA互逆反应，其平衡常数互为倒数。2NO+O22NO2(1)2NO2N2O4(2)2NO+O2N2O4(3)反应方程式相加(减)，平衡常数相乘(除)。(1)+(2)得（3），而K3=K1·K2。Kc=(Kc)2，计量数扩大2倍，K乘2次方。′′′2、平衡常数的物理意义①平衡常数是

5、温度的函数,与起始浓度无关，与反应历程无关。在一定温度下每一个反应都有它的特征平衡常数，改变条件，达到新平衡时，T不变，K不变。②KP或KC的表达式只适合已达平衡的体系(浓度或分压一定是平衡时的)K值的大小是反应进行程度的标志，K值越大，正向反应进行的程度越大(或进行得越彻底)，K值越小，正向反应进行的程度越小。(典型的可逆反应10-7K107)注意：K值的大小不表示反应的快慢，不能预示时间；由K判断不能进行的反应，并不是该反应不能发生，改变条件时可能进行完全。3、平衡常数的求得①实验测定②由rG计算例反应CO(g)+H2O(g)——H2(g)+CO2

6、(g)某温度时，Kc=9。CO和H2O的起始浓度皆为0.02mol·dm－3时，求CO的平衡转化率。解:CO(g)+H2O(g)——H2(g)+CO2(g)t00.020.0200t平0.02－x0.02－xxx二、平衡常数与化学反应的程度若改变温度，使Kc=1，求转化率。在其余条件相同的前提下，K值越大，转化率越高，反应进行程度越高。求得转化率为50%。已转化掉的[CO]为0.015mol·dm－3，所以，转化率以平衡时的反应物及生成物的相对压力，相对浓度的数值应用到质量作用定律中，得到唯一的无量纲纯数，称为该反应在该温度下的平衡常数(标准平衡常数)例：浓度

7、[A]=5mol·dm－3相对浓度为故相对浓度和相对分压都是没有单位的量。平衡时，相对浓度和相对分压当然也将保持不变。分压pA=101.013105Pa相对分压为三、标准平衡常数对溶液反应aA(aq)+bB(aq)——gG(aq)+hH(aq)平衡时对气相反应aA(g)+bB(g)——gG(g)+hH(g)平衡时对于复相反应，如CaCO3(s)——CaO(s)+CO2(g)K称为标准平衡常数如：Zn(S)+2H+(aq)=H2(g)+Zn2+(aq)K=(pH2)/p)·([Zn2+]/C)/([H+]/C)2对于不含气相物质的反应，K和经验平

8、衡常数K在数值上相等，因为标准态的值为