宋天佑《无机化学》第3章ppt课件.ppt

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1、第三章化学平衡化学平衡一章讨论化学反应进行的程度。它仍属于化学热力学的研究范畴。3.1平衡常数可逆的化学反应进行到一定程度，达到动态平衡。3.1.1经验平衡常数某温度下达平衡时，[c（G）]g[c（H）]hK=[c（A）]a[c（B）]b对于一般可逆反应aA+bBgG+hHK称为经验平衡常数或实验平衡常数。[c（G）]g[c（H）]hK=[c（A）]a[c（B）]b上述的结果可表述为：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度的幂的连乘积与反应物浓度的幂的连乘积之比，是一个常数。[c（G）]g[c（H）]hK=[

2、c（A）]a[c（B）]baA+bBgG+hH幂指数分别为各自的化学计量数。[c（G）]g[c（H）]hK=[c（A）]a[c（B）]baA+bBgG+hH从经验平衡常数K的表达式中可以看出，K的单位是：即为浓度的某次幂。（mol•dm－3）（g+h）－（a+b）[c（G）]g[c（H）]hK=[c（A）]a[c（B）]b当（g+h）=（a+b）时，K的量纲为1。[c（G）]g[c（H）]hK=[c（A）]a[c（B）]baA+bBgG+hH对于仅有气体的反应平衡时各物质的分压不变，有关系式[p（G）]g[p（H）

3、]hKp=[p（A）]a[p（B）]baA（g）+bB（g）gG（g）+hH（g）Kp也是一种经验平衡常数，称为分压平衡常数。而用浓度表示的经验平衡常数，则称为浓度平衡常数，写成Kc。[p（G）]g[p（H）]hKp=[p（A）]a[p（B）]b对于气体反应，既有Kc，也有Kp，表达的是同一平衡态，但数值可能不同。Kc和Kp之间可以相互换算，相关的式公有pV=nRTp=—RTp=cRTnV换算时，要注意各物理量的单位。公式中浓度c的单位是mol•dm－3，压力p的单位是Pa，pV=nRTp=—RTp=cRTnVR=

4、8.314103Pa•dm3•mol－1•K－1在书写K的表达式时，只写可变的溶液浓度或气体的分压，而纯固态和纯液态物质不写。例如纯固态不写入。K=pCO2（）CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）H2O为纯液态，不写入。K=[c（CrO42－）]2[c（H+）]2c（Cr2O72－）Cr2O72－（aq）+H2O（l）2CrO42－（aq）+2H+（aq）平衡常数之间的下列关系，要熟练掌握。c（NH3）1/23/2[c（N2）][c（H2）]K1=K2=[c（NH3）]2c（N2）[c（H2）]3N2+H2

5、NH3（1）3212N2+3H22NH3（2）化学方程式的计量数扩大n倍，平衡常数K变成Kn。K2=K12，计量数扩大2倍，平衡常数K变成K2。（）N2+H2NH3（1）3212N2+3H22NH3（2）K3=[c（B）]b[c（A）]aK4=[c（B）]b[c（A）]a正反应aAbB（3）逆反应bBaA（4）互逆反应，其平衡常数互为倒数。K3=K41正反应aAbB（3）逆反应bBaA（4）K5=[c（NO2）]2[c（NO）]2c（O2）2NO+O22NO2（5）K6=c（N2O4）[c（NO2）]22NO2N2

6、O4（6）K7=c（N2O4）[c（NO）]2c（O2）2NO+O2N2O4（7）2NO+O22NO2（5）2NO2N2O4（6）结论化学方程式相加（减），平衡常数相乘（除）。（7）=（5）+（6）而K7=K5•K62NO+O2N2O4（7）2NO+O22NO2（5）2NO2N2O4（6）3.1.2标准平衡常数将浓度或分压分别除以各自的标准态，即得相对浓度或相对分压。相对的意义是指对于标准态数值的倍数。例如：浓度c（A）=5mol•dm－3相对浓度为c（A）⊖c5mol•dm－31mol•dm－3==5分压p（A）

7、=10100kPa相对分压为⊖pp（A）100kPa10100kPa==10平衡时，浓度和分压保持不变，相对浓度和相对分压当然也保持不变。故相对浓度和相对分压都是量纲为1的量。对溶液反应平衡时=c（B）⊖c[]b⊖Kc（A）⊖c[]ac（H）⊖c[]hc（G）⊖c[]gaA（aq）+bB（aq）gG（aq）+hH（aq）对于只有气体参与的反应aA（g）+bB（g）gG（g）+hH（g）平衡时=p（B）⊖p[]b⊖Kp（A）⊖p[]ap（H）⊖p[]hp（G）⊖p[]g纯固体的xi=1，其标准态为xi=1。相除结

8、果为1，不必写入表达式中。对于不只有气体参与的反应，如=故平衡时⊖K⊖ppCO2（）CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）K⊖称为标准平衡常数，也称之为热力学平衡常数。对于不含气态物质的反应，K⊖和经验平衡常数K在数值上相等，因为标准态的数值为1。但是，有气态物质参加的反应，标准平衡常熟K⊖和经验平衡常数K的数值经常不相等。因为标准态p⊖的数值不等于1。