大學(xué)化學(xué)教學(xué)課件化學(xué)平衡

1、一 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡 二 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 三 化學(xué)平衡的移動,第三節(jié) 化學(xué)平衡,一、可逆反應(yīng),有些化學(xué)反應(yīng)幾乎能進(jìn)行到底，反應(yīng)物基本上能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。這些幾乎進(jìn)行到底的反應(yīng)稱為不可逆反應(yīng)。 實(shí)際上，大多數(shù)反應(yīng)不能進(jìn)行到底，只有一部分反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。這種在同一條件下能同時(shí)向兩個相反方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。為了表示反應(yīng)的可逆性，在化學(xué)方程式中用“ ”代替“ ”或“ ”。 CO + H2O CO2 + H2 在可逆反應(yīng)中，把從左向右進(jìn)行的反應(yīng)稱為正向反應(yīng)，從右向左進(jìn)行的反應(yīng)稱為逆向反應(yīng)。,一 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡,二、化學(xué)平衡,在可逆反應(yīng)中，正向反應(yīng)的反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)的反應(yīng)速率相等時(shí)系統(tǒng)

2、所處的狀態(tài)稱為化學(xué)平衡?；瘜W(xué)平衡具有以下幾個基本特點(diǎn)： （1）正向反應(yīng)的反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)的反應(yīng)速率相等是建立化學(xué)平衡的條件。 （2）化學(xué)平衡是可逆反應(yīng)進(jìn)行的最大限度反應(yīng)物和產(chǎn)物的活度都不再隨時(shí)間變化，這是建立化學(xué)平衡的標(biāo)志。 （3）化學(xué)平衡是相對的和有條件的動態(tài)平衡，當(dāng)外界條件改變時(shí)，原來的化學(xué)平衡被破壞，直至在新條件下又建立起新的化學(xué)平衡。,經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù) 1 對于溶液中的反應(yīng) aA + bB gG + dD Kc = A、B、G、D分別代表了物質(zhì)A、B、G、D在平衡時(shí)的濃度； Kc為濃度平衡常數(shù)；單位： (molL-1) B B = (g + d) (a+b) B,B = 0 時(shí)，Kc無量

3、綱， B 0 時(shí)，Kc有量綱， 2 對于氣相中的反應(yīng) aA + bB gG + dD 壓力平衡常數(shù) Kp = pG、pD、pA、pB ： 分別代表了氣態(tài)物質(zhì)A、B、G、D平衡時(shí)的分壓,KP量綱： (Pa) (kPa) (atm) = 0 時(shí)，KP無量綱， 0 時(shí)，KP有量綱。,3 復(fù)相反應(yīng) 反應(yīng)物或生成物中同時(shí)存在溶液狀態(tài)、氣體狀態(tài)、固體狀態(tài)時(shí)，純液相和純固相不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中，該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式的氣體用分壓表示，溶液用濃度表示，平衡常數(shù)KX，稱為雜平衡常數(shù)。,例： Zn(S) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+ (aq) Kx = Zn2+p(H2)/H+2 Kx：Pa

4、(molL1)1，kPa(molL1)1， atm(molL1) 1， 4 經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)(實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)) 濃度平衡常數(shù)、壓力平衡常數(shù)和雜平衡常數(shù)都屬于經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)(實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)),二、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)(K ) 對于反應(yīng) a A + b B = g G + d D 則相對濃度或相對壓力為： pir = pi/p p = 1.013 105 Pa氣體 cir = ci/c c = 1mol L-1 溶液 pxr = px / p cxr = cx / c 表示物質(zhì)的量的相對大小，是純數(shù)； 平衡時(shí)，它們之間數(shù)值上的關(guān)系定義為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K 。,1. 氣相反應(yīng)的K a A(g) + b B(g) gG(g

5、) + dD(g) (pG / p)g (pD/ p)d K = (pA/ p)a (pB/ p)b K ： (1) 無量綱 平衡時(shí)：氣態(tài)物質(zhì)的分壓為px 則物質(zhì)X的相對壓力為px / p p 為標(biāo)準(zhǔn)壓力，1105 Pa, 1102 kPa, 1atm,2. 溶液相的反應(yīng)K aA + bB gG + dD (G / c)g (D/c)d K = (A/ c)a (B/ c)b 溶液中: 物質(zhì)濃度為cx molL1 物質(zhì)X的相對濃度為cx /c c為標(biāo)準(zhǔn)濃度 1 molL1,3. 對于復(fù)相反應(yīng) Zn (S) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+ (aq) (p(H2)/ p )(Zn

6、2+/ c) K = (H+/ c)2,5.相對平衡常數(shù)的幾點(diǎn)說明： 平衡常數(shù)表達(dá)式需與反應(yīng)方程式相對應(yīng) 例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60 10 5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87 10 2 K1 K2 ， K1 = K22,純固體與純液態(tài)在平衡常數(shù)表達(dá)式中不出現(xiàn)； 例1： Cr2O72 + H2O 2CrO42 + 2H+ K = 例2： Ca2CO3 (s) = CaO (s) + CO2 K =,多重平衡規(guī)則 若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡 常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商) 例1: 2NO

7、 (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1 2NO2 (g) N2O4 (g) K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2,例2: C (s) + CO2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1 CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K1/K2, 相對平衡常數(shù)K 與溫度有關(guān)，因此要注明K 的溫度條件，通常一個溫度下同一化學(xué)反應(yīng)只有一個K 。,一、濃度對化學(xué)平衡的影響 對于化學(xué)反應(yīng) a A + b B g G + d D, 增大反應(yīng)物濃度（或分壓），減小生成物濃度

8、時(shí)（或分壓） ，平衡正向移動，減小反應(yīng)物濃度（或分壓），平衡逆向移動,二、壓力對化學(xué)平衡的影響 1壓力對固相或液相的平衡沒有影響； 2對反應(yīng)前后計(jì)量系數(shù)不變的反應(yīng)，壓力 對它們的平衡也沒有影響； 3反映前后計(jì)量系數(shù)不同時(shí)： 增大壓力，平衡向氣體摩爾量減少的方 向移動； 減少壓力，平衡向氣體摩爾量增加的方 向移動。,溫度對化學(xué)平衡的影響： 升高溫度，平衡向吸熱方向移動；降低溫度，平衡向放熱方向移動。,自測題： (1) 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) , K1 (2) H2(g)+ 1/2O2(g) = H2O(g) , K2 (3) 2H2O(g) = 2H2(g)+ O2(g) , K3 同一溫度，上述各反應(yīng)平衡常數(shù)之間的關(guān)系是 A. K1 = K2 = K3; B. K1 2= K2 = 1/K3; C. K1 = K2 2= 1/K3; D. K1 =1/ K2 = K3,C,四、平衡移動原理 （1）增大反應(yīng)物濃度(或減小),平衡正向移動