第五章-化学平衡ppt课件.ppt

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1、5.1可逆反应与化学平衡5.1.1可逆反应在一定条件下，既能向正方向进行又能向逆方向进行的反应，称为可逆反应。如反应几乎所有的化学反应都是可逆的，只是有些反应在人们已知的条件下可逆进行的程度极为微小，以致可以忽略。这样的反应通常称为不可逆反应。反应的可逆情况，有时也与反应的条件有关。如，若温度为1000℃左右，则正反应占优势，如果温度高于1840℃，则逆反应占优势。5.2.1化学平衡化学平衡：正、逆反应速率相等时的状态称为化学平衡。化学平衡的特征：（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。（4）平衡是有条件的平

2、衡。可逆反应过程的速率变化示意图5.2化学平衡定律和经验平衡常数5.2.1化学平衡定律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。以下列反应为例：将反应恒温在793K，直至建立上述平衡。然后分别测量平衡时H2、I2和HI的浓度。如表所示：793K时的实验数据实验编号起始浓度（mol.L-1)平衡浓度（mol.L-1)c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)10.2000.2000.0000.1880.1880.0240.01620.0000.0000.2000.094

3、0.0940.0120.01630.1000.1000.1000.1770.1770.0230.017可见，无论从正反应开始（实验1），还是从逆反应开始（实验2），或者从H2、I2、HI的混合物开始（实验3），尽管平衡时各物质的浓度不同，但生成物浓度以方程式中化学计量系数为乘幂的乘积，除以反应物浓度以方程式中化学计量系数的绝对值为乘幂的乘积却是一常数。即对任何可逆反应，上述关系皆成立。化学平衡定律：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度的化学计量系数的幂的连乘积与反应物浓度的化学计量系数的幂的连乘积之比，是一个常数。Kc称为经验平衡常数（或实验平衡常数）。

4、[A]、[B]、[Y]和[Z]分别为系统中相应物质的平衡浓度，单位为mol·L-1。从经验平衡常数Kc的表达式中可以看出，Kc的单位是：即为浓度的某次幂。当(Y+Z)=－(A+B)时，Kc无单位。气相反应，平衡时各物质的分压不变，仍有类似的关系式：aA(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，用Kc表示。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为浓度换

5、算时，要注意各物理量的单位。5.2.2均相化学平衡和多相化学平衡均相化学平衡：在平衡系统中，各物质都以相同的相存在，如均为气态或液态时，这样的平衡叫做均相平衡。如溶液中的电离平衡、酸碱平衡等。多相化学平衡：如果在一个反应体系中，反应物和生成物以不同的相存在，这样的化学平衡叫做多相化学平衡。在体系中，相与相之间有明显的界面，在界面上，从宏观的角度看，体系性质的改变是突跃式的。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，纯固态和纯液态物质，不写入。如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)Kp=固相不写入。Cr2O72－(aq)+H2O(l)2Cr

6、O42－(aq)+2H+(aq)H2O为液相，不写入。5.2.3经验平衡常数1.平衡常数与反应方程式平衡常数的数值和量刚不仅与物质浓度所选用的单位有关，而且也与描述同一反应系统所采用的反应方程式有关。因此，不给出反应式，仅给出平衡常数的数值是没有任何意义。如果写成：如果写成：2.多重平衡规则如果某反应可以由几个反应相加（或相减）得到，则该反应的平衡常数等于几个反应平衡常数之积（或商）。这种关系称为多重平衡规则。该反应可以认为是由下面四个反应加和而成的。(a)(b)(d)(c)多重平衡规则的理论依据，在学完5.3节后容易得到证明。3.有关平衡常数的计算利用平衡常数

7、K与平衡浓度之间的关系，可以进行相关的计算。如求平衡系统中各组分的平衡浓度、某一反应物的转化率等。解题步骤：（1）写出反应方程式：AB+C（2）写出反应的平衡常数表达式：（3）定义未知数。（4）将平衡体系中各组分的浓度以及浓度的变化表示清楚，这是最关键的步骤。（5）将平衡浓度代入平衡常数表达式中。（6）求解未知数。5.3化学反应等温式和标准平衡常数5.3.1化学反应等温方程式和标准平衡常数范托夫（Vant/tHoff）等温方程：对于任一反应：bB+dD=eE+fF化学等温方程为：式中aB、aD、aE和aF分别是体系中B、D、E、F的活度。活度：可以粗略的看成“有

8、效浓度”，它是一个量纲为