二、化學(xué)平衡

1、 第四節(jié)第四節(jié) 化化 學(xué)學(xué) 平平 衡衡一一. . 化學(xué)反應(yīng)的可逆性和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)的可逆性和化學(xué)平衡2022-7-42-3-1 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡 可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)反應(yīng)物能全部轉(zhuǎn)變?yōu)樯煞磻?yīng)物能全部轉(zhuǎn)變?yōu)樯?物物, 亦即反應(yīng)能進(jìn)行到底的反應(yīng)。亦即反應(yīng)能進(jìn)行到底的反應(yīng)。僅有僅有少數(shù)少數(shù)的化學(xué)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)例如：例如：HCl + NaOH NaCl + H2O MnO2, 2KClO3 2KCl + 3O22022-7-4 可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)同一條件下可同時(shí)向正、逆同一條

2、件下可同時(shí)向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。如如當(dāng)當(dāng)p=100kPa、T=773K, SO2與與O2以以2:l體積體積比在密閉容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)比在密閉容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)時(shí), SO2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SO3的的最大轉(zhuǎn)化率為最大轉(zhuǎn)化率為90。因?yàn)橐驗(yàn)镾O2與與O2生成生成SO3的同時(shí)的同時(shí), 部分部分SO3在相在相同條件下又分解為同條件下又分解為SO2和和O2。2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) V2O52022-7-4 化學(xué)平衡化學(xué)平衡在在一定的溫度一定的溫度下下, 反應(yīng)物在反應(yīng)物在密閉容器密閉容器內(nèi)進(jìn)行內(nèi)進(jìn)行可逆反應(yīng)可逆反應(yīng), 隨著反應(yīng)物不斷消耗、生成隨著反應(yīng)物不斷消耗、生成物

3、不斷增加物不斷增加,正反應(yīng)速率不斷正反應(yīng)速率不斷減小減小, 逆反應(yīng)速率不斷增大逆反應(yīng)速率不斷增大, 反應(yīng)進(jìn)行到一定程度反應(yīng)進(jìn)行到一定程度, 正反正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等, 各反應(yīng)物、生成物的濃度不各反應(yīng)物、生成物的濃度不再變化再變化, 這時(shí)反應(yīng)體系所處這時(shí)反應(yīng)體系所處的狀態(tài)稱為的狀態(tài)稱為“化學(xué)平衡化學(xué)平衡” 。正正逆逆正正逆逆/(molL-1s-1)t/s2022-7-4 化學(xué)平衡的特征化學(xué)平衡的特征反應(yīng)達(dá)到平衡后反應(yīng)達(dá)到平衡后, 只要外界條件不變，反只要外界條件不變，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的量將不隨時(shí)間而變。應(yīng)體系中各物質(zhì)的量將不隨時(shí)間而變。化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，只不過正

4、逆化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，只不過正逆反應(yīng)速度相等，方向相反，兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速度相等，方向相反，兩個(gè)反應(yīng)的結(jié)果相互抵消。結(jié)果相互抵消。化學(xué)平衡是有條件的化學(xué)平衡是有條件的, 在一定外界條件在一定外界條件下才能保持平衡，當(dāng)外界條件改變時(shí)，下才能保持平衡，當(dāng)外界條件改變時(shí)，原平衡被破壞，建立新平衡。原平衡被破壞，建立新平衡。實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 濃度平衡常數(shù)濃度平衡常數(shù) 分壓平衡常數(shù)分壓平衡常數(shù) 二、二、 化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)H2(g) + I2(g) = 2 HI(g)起起始始濃濃度度( ( 1 10 03 3m mo ol l/ /d dm m3 3) ) 平平

5、衡衡濃濃度度( ( 1 10 03 3m mo ol l/ /d dm m3 3) ) 實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 編編號(hào)號(hào) ( (H H2 2) ) ( (I I2 2) ) ( (H HI I) ) H H2 2 I I2 2 H HI I I HHIKc222 1 1 1 10 0. .6 67 77 7 1 11 1. .6 69 95 5 0 0 1 1. .8 83 31 1 3 3. .1 12 29 9 1 17 7. .6 67 7 5 54 4. .5 5 2 2 1 11 1. .3 35 54 4 9 9. .0 04 44 4 0 0 3 3. .5 56 60 0 1 1. .2 2

6、5 50 0 1 15 5. .5 59 9 5 54 4. .6 6 3 3 1 11 1. .3 35 57 7 7 7. .5 51 10 0 0 0 4 4. .5 56 65 5 0 0. .7 73 38 8 1 13 3. .5 54 4 5 54 4. .5 5 4 4 0 0 0 0 4 4. .4 48 89 9 0 0. .4 47 79 9 0 0. .4 47 79 9 3 3. .5 53 31 1 5 54 4. .4 4 5 5 0 0 0 0 1 10 0. .6 69 92 2 1 1. .1 14 41 1 1 1. .1 14 41 1 8 8. .4

7、41 10 0 5 54 4. .3 3 注：（注：（ ）中的為起始濃度；）中的為起始濃度； 中的為平衡濃度。中的為平衡濃度。 在一定溫度下，在一定溫度下，Kc 為常數(shù)為常數(shù) 測定平衡時(shí)各組分的濃度（或分壓），通過平衡常數(shù)表達(dá)式，測定平衡時(shí)各組分的濃度（或分壓），通過平衡常數(shù)表達(dá)式， 可求出可求出K.1 1、濃度平衡常數(shù)、濃度平衡常數(shù) KC 在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物與生成物的平衡濃度存在在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物與生成物的平衡濃度存在如下關(guān)系：如下關(guān)系：(CC)p (CD)q (CA)m (CB)n KC 大量大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，對(duì)于表明，對(duì)于任何一個(gè)可逆反應(yīng)任何一個(gè)可逆反應(yīng)

8、mA + nB pC + qD例：例： HAc = H+ + Ac 例：例： N2 ( g ) + 3 H2 ( g) 2 NH3 ( g ) KC CH CAc- CHAcKC C2NH3 CN2 C3H2 N2(g) + 3 H2(g) 2NH3(g)32223HNNHKc NH3的合成的合成NH3的分解的分解在一定溫度下，在一定溫度下，Kc 相同，但平衡濃度不一定相同。相同，但平衡濃度不一定相同。2 2、平衡常數(shù)的意義、平衡常數(shù)的意義平衡常數(shù)是衡量反應(yīng)進(jìn)行程度的特征常數(shù)，平衡常數(shù)是衡量反應(yīng)進(jìn)行程度的特征常數(shù)，K K 越大，越大，說明反應(yīng)進(jìn)行程度越大，即反應(yīng)進(jìn)行得越完全；說明反應(yīng)進(jìn)行程度越

9、大，即反應(yīng)進(jìn)行得越完全；反之亦然。反之亦然。轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率: : 某反應(yīng)物已轉(zhuǎn)化的量某反應(yīng)物已轉(zhuǎn)化的量該反應(yīng)物起始的量該反應(yīng)物起始的量 100%3. 3. 分壓平衡常數(shù)分壓平衡常數(shù) （1 1）分壓定律）分壓定律 分壓是指理想氣體混合物中某一組分氣體單獨(dú)占據(jù)分壓是指理想氣體混合物中某一組分氣體單獨(dú)占據(jù)整個(gè)混合氣體的容積所呈現(xiàn)的壓力。整個(gè)混合氣體的容積所呈現(xiàn)的壓力。* P總總 Pi P1 + P2 + + Pi *據(jù)理想氣體狀態(tài)方程據(jù)理想氣體狀態(tài)方程 PV = nRT P1 =n1VRT P2 =n2VRT Pi =niVRT （1）P總總 (n1+ n2+ + ni )RT V= n總總RT V（

10、2）以（以（1）分別除以（）分別除以（2）：）：=P1P總總 n1 n總總=P2P總總 n2 n總總=PiP總總 ni n總總Pi nin總總 P總總nin總總為為 i 組分氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)組分氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) （2 2）分壓平衡常數(shù)）分壓平衡常數(shù)mA (g) + nB (g) pC (g) + qD (g) ( PC )p ( PD )q ( PA )m ( PB )n KP 例：例： 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) KP ( PSO3 )2 ( PSO2 )2 ( PO2 ) Fe3O4 (s) + 4 H2 (g) 3 Fe (s) + 4 H2O (g) KP

11、 ( PH2O )4 ( PH2 )4 2022-7-4 例例 反應(yīng)反應(yīng): C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，1000K達(dá)平衡時(shí)達(dá)平衡時(shí), c(CO)=c(H2)=7.610-3molL-1, c(H2O)=4.610-3 molL-1, 平衡分壓平衡分壓 p(CO) = p(H2) = 6.3104Pa, p(H2O) =3.8104Pa,試計(jì)算該反應(yīng)試計(jì)算該反應(yīng)的的Kc、Kp。解：解： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)平衡分壓平衡分壓/(104Pa) 3.8 6.3 6.3 p(CO)p(H2) (6.3104)2 p(H2O) 3.8104Kp= = Pa =

12、1.0105 Pa 2022-7-4 例例 反應(yīng)反應(yīng): C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，1000K達(dá)平衡時(shí)達(dá)平衡時(shí), c(CO)=c(H2)=7.610-3molL-1, c(H2O)= 4.610-3 molL-1, 平衡分壓平衡分壓p(CO)=p(H2)=6.3104 Pa, p(H2O) =3.8104Pa, 試計(jì)算該反應(yīng)的試計(jì)算該反應(yīng)的Kc和和Kp解：解： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)平衡濃度平衡濃度/(10-3molL-1) 4.6 7.6 7.64. 4. 影響平衡常數(shù)的因素影響平衡常數(shù)的因素（1 1）平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，且只受）平衡常數(shù)是溫度的

13、函數(shù)，且只受溫度溫度的影的影 響。響。N2 ( g) + O2 ( g) 2 NO ( g )T / K 300 1500 3000 KC 3.84 10-31 6.15 10-6 8.65 10-3 （2 2）平衡常數(shù)與濃度、壓力、催化劑無關(guān)。）平衡常數(shù)與濃度、壓力、催化劑無關(guān)。5. 5. 應(yīng)用平衡常數(shù)表達(dá)式的注意事項(xiàng)應(yīng)用平衡常數(shù)表達(dá)式的注意事項(xiàng)（1 1）如果反應(yīng)體系中有固體或純液體，其濃度不必）如果反應(yīng)體系中有固體或純液體，其濃度不必列入平衡常數(shù)表達(dá)式中。列入平衡常數(shù)表達(dá)式中。CO2 ( g) + C ( s) 2CO ( g ) （2 2）在稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，溶劑（水）的濃度不必）在稀

14、溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，溶劑（水）的濃度不必 列入平衡常數(shù)表達(dá)式中。列入平衡常數(shù)表達(dá)式中。Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+ KC C2(CrO42- ) C2(H+ )C(Cr2O72- )C2COKC CCO2但是，非水體系中的反應(yīng)，若有水參加反應(yīng)，此時(shí)但是，非水體系中的反應(yīng)，若有水參加反應(yīng)，此時(shí)水的濃度必須列入。水的濃度必須列入。C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O （3）N2O4 ( g) 2 NO2 ( g ) N2O4 ( g) NO2 ( g )2NO2 ( g) N2O4 ( g )平衡常數(shù)表達(dá)式及其數(shù)值與反應(yīng)方程式的形式有關(guān)。平衡常

15、數(shù)表達(dá)式及其數(shù)值與反應(yīng)方程式的形式有關(guān)。KC C CH3COOC2H5 CH2O C C2H5OH CCH3COOH KC1 C2NO2CN2O4KC2 CNO2C1/2N2O4KC3 CN2O4C2NO22022-7-4 實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)平衡常數(shù)值與平衡常數(shù)值與溫度溫度及及反應(yīng)式反應(yīng)式的書寫形式有關(guān)，的書寫形式有關(guān)，但不隨濃度、壓力而變。但不隨濃度、壓力而變。一定溫度下，不同的反應(yīng)各有其特定的平一定溫度下，不同的反應(yīng)各有其特定的平衡常數(shù)。衡常數(shù)。平衡常數(shù)越大平衡常數(shù)越大, 表示正反應(yīng)進(jìn)行得越完全。表示正反應(yīng)進(jìn)行得越完全。利用平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算時(shí)，固體、純液利用平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算時(shí)，固

16、體、純液體或稀溶液的溶劑的體或稀溶液的溶劑的“濃度項(xiàng)濃度項(xiàng)”不必列出。不必列出。6. 6. 多重平衡規(guī)則多重平衡規(guī)則：當(dāng)幾個(gè)反應(yīng)相加得到總反應(yīng)時(shí)，總：當(dāng)幾個(gè)反應(yīng)相加得到總反應(yīng)時(shí)，總 反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各分反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積。反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各分反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積。2NO( g) + O2 ( g ) N2O4 ( g )2NO2 ( g) N2O4 ( g )2NO( g) + O2 ( g ) 2NO2 ( g ) KC2 CN2O4 C2NO2）KC3 KC1 KC2K總總 K1 K2 K3 KC1 C2NO2 C2NO CO2 KC3 C2NO CO2 CN2O4例：某溫度時(shí)，置于例：

17、某溫度時(shí)，置于5.0 L密閉容器中的密閉容器中的 1.2 mol PCl5 (g ) 進(jìn)行熱進(jìn)行熱 分解，生成分解，生成PCl3 (g ) 和和Cl2 (g ) ，達(dá)平衡時(shí)生成，達(dá)平衡時(shí)生成 0.8 mol Cl2， 試計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)。試計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)。PCl5 ( g) PCl3 (g ) + Cl2 (g ) 初始物質(zhì)的量初始物質(zhì)的量 / mol 1.2 平衡時(shí)物質(zhì)的量平衡時(shí)物質(zhì)的量 / mol 0.8 變化的物質(zhì)的量變化的物質(zhì)的量 / mol +0.8 +0.8 0.80.80.4平衡濃度平衡濃度 / mol L-1 0.4 / 5.0 0.8 / 5.0

18、 0.8 / 5.0 KC CPCl3 CCl2 CPCl5 (0.8 / 5.0)2 0.4 / 5.0 0.32 例：反應(yīng)例：反應(yīng) CO (g) + H2O (g) = CO2 (g) + H2 (g) 在在773K時(shí)濃度時(shí)濃度 平衡常數(shù)為平衡常數(shù)為9。如果反應(yīng)開始時(shí)。如果反應(yīng)開始時(shí)CO 和和 H2O 的濃度均為的濃度均為 0.020 molL-1 ，計(jì)算此條件下，計(jì)算此條件下CO的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。 CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) 初始濃度初始濃度/ molL-1 0.020 0.020 變化的濃度變化的濃度/ molL-1 -x -x + x + x

19、 平衡濃度平衡濃度 / molL-1 0.020 x 0.020-x x x x 2( 0.020-x)2 9 x = 0.015 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率 0.0200.015 100% 75% KC CCO2 CH2CCO CH2O=例：例：1.10 mol SO2 和和 0.90 mol O2 的混合物在給定溫度和的混合物在給定溫度和1 atm 下通過下通過 V2O5 催化劑，生成催化劑，生成 SO3 。達(dá)到平衡后（溫。達(dá)到平衡后（溫度和總壓力不變），測得混合物中剩余的度和總壓力不變），測得混合物中剩余的 O2 為為 0.53 mol 。求該溫度時(shí)的分壓平衡常數(shù)。求該溫度時(shí)的分壓平衡常數(shù)。 2SO2

20、 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 初始物質(zhì)的量初始物質(zhì)的量 / mol 1.10 0.90 平衡時(shí)物質(zhì)的量平衡時(shí)物質(zhì)的量 / mol 0.53 變化的物質(zhì)的量變化的物質(zhì)的量 / mol 0.37 2 0.37 + 2 0.37 0.74 0.36 平衡分壓平衡分壓 / atm n總總 = 1.63 1 0.53 1.63 1 0.74 1.63 1 0.36 1.63 KP ( PSO3 )2 ( PSO2 )2 ( PO2 ) （0.74 / 1.63)2 （0.36 / 1.63)2 （0.53 / 1.63) 13 7. 7. 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) （1 1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）標(biāo)

21、準(zhǔn)狀態(tài) 氣體氣體 標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)準(zhǔn)壓力 P 100 kPa 液體，固體液體，固體 標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)準(zhǔn)壓力 P 下最穩(wěn)定的純液體或固體狀態(tài)下最穩(wěn)定的純液體或固體狀態(tài) 溶液中的溶液中的 溶質(zhì)溶質(zhì) 標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)準(zhǔn)壓力 P 下質(zhì)量摩爾濃度下質(zhì)量摩爾濃度 1 molkg-1 C 近似用為近似用為 1 mol L-1 （2）標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 若某組分為氣態(tài)物質(zhì)，則平衡分壓（若某組分為氣態(tài)物質(zhì)，則平衡分壓（Pa 為單位）為單位） Pi / P 若某組分以溶液形式存在，則其平衡濃度若某組分以溶液形式存在，則其平衡濃度 Ci / C 平衡常數(shù)表達(dá)式中各項(xiàng)濃度用相對(duì)濃度表示，此平衡常數(shù)表達(dá)式中各項(xiàng)濃度用相對(duì)濃度表示，

22、此 時(shí)的常數(shù)即為時(shí)的常數(shù)即為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。 相對(duì)濃度：相對(duì)濃度：ci/c, pi/p 與標(biāo)態(tài)值比與標(biāo)態(tài)值比 反應(yīng)中有純固體、純液體、大量的溶劑參與，反應(yīng)中有純固體、純液體、大量的溶劑參與， 它們的相對(duì)濃度可看成它們的相對(duì)濃度可看成 1 1 標(biāo)態(tài)取值標(biāo)態(tài)取值: 液相液相c 1.00 molL-1 , 氣相氣相 p=100 Kpa、760mmHg c = p /RT 例：例：CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K = Cr2O72(ag) + H2O(l) CrO42+ 2H K 272242OCrHCrOcccp)(2pCO標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)差別標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與經(jīng)

23、驗(yàn)平衡常數(shù)差別 i) 表達(dá)式中的平衡濃度是相對(duì)濃度，如表達(dá)式中的平衡濃度是相對(duì)濃度，如pA/p、 cA/c ii) 對(duì)于多相反應(yīng)平衡同樣可以表示，如給既有液相對(duì)于多相反應(yīng)平衡同樣可以表示，如給既有液相 又有氣體參與反應(yīng)，又有氣體參與反應(yīng)， 2H+(aq)+ Zn(s) H2(g) +Zn2+(aq) K (pH2/ p )(cZn2+/c ) / / (cH+/c ) iv) K與溫度有關(guān)，與壓力所選單位無關(guān)。實(shí)驗(yàn)與溫度有關(guān)，與壓力所選單位無關(guān)。實(shí)驗(yàn) 平衡常數(shù)有量綱，并與壓力所選單位有關(guān)。平衡常數(shù)有量綱，并與壓力所選單位有關(guān)。iii) K 沒有單位，與物質(zhì)的平衡濃度單位無關(guān)沒有單位，與物質(zhì)的平

24、衡濃度單位無關(guān)例：例： N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) HAc(aq) H+ (aq) + Ac (aq) K (PNH3 / P )2 (PN2 / P ) (PH2 / P )3 K (CH / C ) (CAc- / C ) CHAc / C Zn (s) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+ (aq) K (PH2 / P ) (CZn2 / C ) (CH / C )2 例：例： 在在294.8K時(shí)反應(yīng)時(shí)反應(yīng) NH4HS ( s) NH3 ( g ) + H2S ( g) 的的K0.070，計(jì)算達(dá)平衡時(shí)該氣體混合物的總壓力。，計(jì)算達(dá)平衡時(shí)該氣體混合物的

25、總壓力。 NH4HS ( s) NH3 ( g ) + H2S ( g) 平衡分壓平衡分壓 / kPa x x xx100100 0.070 x 26.5 P總總 PNH3 PNH3 26.5 26.5 53 kPa K PNH3 PH2S P P =2022-7-4 例例 763.8K時(shí)時(shí), ,反應(yīng)反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g) Kc=45.7 反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)開始時(shí)H2和和I2的濃度均為的濃度均為l.00 molL-1, 求求 反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度及反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度及I2的平衡轉(zhuǎn)的平衡轉(zhuǎn) 化率。化率。 假定平衡時(shí)要求有假定平衡時(shí)要求有90I2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為HI,

26、問開始時(shí)問開始時(shí) I2和和H2應(yīng)按怎樣的濃度比混合應(yīng)按怎樣的濃度比混合?思路思路(1) 根據(jù)已知的根據(jù)已知的Kc 和反應(yīng)式給出的計(jì)量關(guān)系和反應(yīng)式給出的計(jì)量關(guān)系,求求出各物質(zhì)的平衡濃度及出各物質(zhì)的平衡濃度及I2的變化濃度的變化濃度, 代入平衡代入平衡轉(zhuǎn)率的計(jì)算式。轉(zhuǎn)率的計(jì)算式。解解: (1) 設(shè)達(dá)平衡時(shí)設(shè)達(dá)平衡時(shí)c(HI)= x molL-1 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 始態(tài)濃度始態(tài)濃度/(mo1L-1) 1.00 1.00 0變化濃度變化濃度/(mo1L-1) -x/2 -x/2 +x平衡濃度平衡濃度/(mo1L-1) 1.00-x/2 1.00-x/2 x則則 x2 Kc =

27、= 45.7 (1.00-x/2 ) (1.00-x/2)x1.54平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度為：平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度為：c(HI)=1.54 molL-1 c(H2)=c(I2)=(1.00-1.54/2)molL-1=0.23mo1L-1I2的變化濃度的變化濃度= -x/2 = 0.77molL-1I2的平衡轉(zhuǎn)化率的平衡轉(zhuǎn)化率 =(0.77/1.00)100%=77%2022-7-4 例例思路思路 (2) 根據(jù)平衡移動(dòng)原理，增大反應(yīng)物的濃度，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，增大反應(yīng)物的濃度， 可以使平衡向正向移動(dòng)。增大可以使平衡向正向移動(dòng)。增大H2 的初始濃的初始濃 度，可以提高度，可以提高 I2的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化

28、率。 763.8K時(shí)時(shí), ,反應(yīng)反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g) Kc=45.7 反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)開始時(shí)H2和和I2的濃度均為的濃度均為l.00 molL-1, 求求 反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度及反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度及I2的平衡轉(zhuǎn)的平衡轉(zhuǎn) 化率?；省?假定平衡時(shí)要求有假定平衡時(shí)要求有90I2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為HI, 問開始時(shí)問開始時(shí) I2和和H2應(yīng)按怎樣的濃度比混合應(yīng)按怎樣的濃度比混合?解解:(2)設(shè)開始時(shí)設(shè)開始時(shí)c(H2)=xmolL-1,c(I2)=ymolL-1 H2(g) + I2(g) 2HI(g)始態(tài)濃度始態(tài)濃度/(mo1L-1) x y 0平衡濃度平衡濃度/(mo1L

29、-1) x-0.9y y-0.9y 1.8y則則 (1.8y)2 Kc = = 45.7 ( x-0.9y) (y-0.9y) x/y = 1.6/1.0若開始若開始H2和和I2的的濃度以濃度以1.6 : 1.0混合混合，I2 的平衡轉(zhuǎn)化率可達(dá)的平衡轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%。三三. . 化學(xué)平衡的移動(dòng)化學(xué)平衡的移動(dòng) 1 1、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡正向移動(dòng)；增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡正向移動(dòng)； 減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡逆向移動(dòng)。減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡逆向移動(dòng)。 平衡狀態(tài)平衡狀態(tài) I改變外界條件改變外界條件溫度、

30、壓力、濃度溫度、壓力、濃度平衡狀態(tài)平衡狀態(tài) II平衡時(shí)平衡時(shí), ,K (PC /P)p ( PD /P)q ( PA /P )m ( PB /P )n 任一時(shí)刻任一時(shí)刻, , J (PC /P)p ( PD /P)q ( PA /P )m ( PB /P )n J K 正向移動(dòng)正向移動(dòng)J K 平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)J K 逆向移動(dòng)逆向移動(dòng)對(duì)于某可逆反應(yīng)，對(duì)于某可逆反應(yīng)， mA + nB pC + qD 2、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響 當(dāng)反應(yīng)體系總壓力改變?yōu)樵瓉淼漠?dāng)反應(yīng)體系總壓力改變?yōu)樵瓉淼?1倍倍, 相應(yīng)地各組分氣體的相應(yīng)地各組分氣體的分壓力也改變?yōu)樵瓉淼姆謮毫σ哺淖優(yōu)樵瓉淼?1 倍

31、。此時(shí)平衡被破壞倍。此時(shí)平衡被破壞在平衡狀態(tài)時(shí)，可逆反應(yīng)在平衡狀態(tài)時(shí)，可逆反應(yīng)N2(g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) ( 2PNH3 )2( 2PN2 ) ( 2PH2 )3 JP= 1/4 KP KP = (PNH3 )2(PN2 ) (PH2 )3 JP 0 0 吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)K K 值增大值增大K K 值變小值變小 r rH Hm m 0 0放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)升高溫度升高溫度溫度變化溫度變化 濃度、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響，只是改變了平衡濃度、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響，只是改變了平衡體系的組成，但平衡常數(shù)保持不變（體系的組成，但平衡常數(shù)保持不變（T T 不變），當(dāng)達(dá)不變），當(dāng)達(dá)到新的平

32、衡時(shí)，重新使到新的平衡時(shí)，重新使 J J = = K K 。而溫度對(duì)化學(xué)平衡。而溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響，是通過改變平衡常數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。的影響，是通過改變平衡常數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。4. 催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響 催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)l 對(duì)可逆反應(yīng)來說，由于反應(yīng)前后催化劑的化對(duì)可逆反應(yīng)來說，由于反應(yīng)前后催化劑的化 學(xué)組成、質(zhì)量不變，因此無論是否使用催化學(xué)組成、質(zhì)量不變，因此無論是否使用催化 劑，反應(yīng)的始終態(tài)都是一樣的，劑，反應(yīng)的始終態(tài)都是一樣的，K 也不變也不變, 則催化劑不會(huì)影響化學(xué)平衡狀態(tài)。則催化劑不會(huì)影響化學(xué)平衡狀態(tài)。l 催化劑能改變反應(yīng)速率常數(shù)，可縮短到達(dá)催化劑能改變反應(yīng)速率常數(shù)，可縮短到達(dá) 平衡的時(shí)間，有利于生產(chǎn)效率的提高。平衡的時(shí)間，有利于生產(chǎn)效率的提高。 Le Chatelier 原理原理 如果改變平衡系統(tǒng)的條件之如果改變平衡系統(tǒng)的條件之一（濃度、壓力和溫度），平衡一（濃度、壓力和溫度），平衡就向能減弱這種改變的方向移動(dòng)就向能減弱這種改變的方向移動(dòng). Le Chatelier原理適用