可逆反化學平衡關注高中學習資料庫求資料加微信gzxxzlk

1、4. 化學平衡的移動化學平衡的移動2.平衡常數(shù)平衡常數(shù)1. 可逆反應和化學平衡 3. 化學反應等溫式化學反應等溫式 0 0.0100 0.0100 0 7.60 02000 0.00397 0.00397 0.0121 1.20 2.04 4850 0.00213 0.00213 0.0157 0.345 3.43 反應開始反應開始 ：c(h2), c(i2) 較大, c(hi) = 0, 正較大,逆為 0； 反應進行反應進行：c(h2), c(i2)減小, 正減小, c(hi)增大,逆增大； 某一時刻某一時刻：正= 逆，體系組成不變，達到平衡狀態(tài)。大多數(shù)化學反應都是可逆的。例如：t/s1lm

2、ol/c610正710逆11slmol2hi(g) (g)i(g)h221. 可逆反應和化學平衡可逆反應和化學平衡正逆逆正0.020.012hi(g) (g)i(g)h22特征：（1）體系的組成不再隨時間而變。(標志)（2）是動態(tài)平衡。+ = - 0 (條件、前提)（3）平衡組成與達到平衡的途徑無關。（4）可逆反應的最大限度。（5）是暫時的、有條件的相對平衡。 正反應和逆反應速率相等時，反應物和生成物濃度不再隨時間而改變的狀態(tài)?；瘜W平衡化學平衡2.1 經(jīng)驗平衡常數(shù)co2(g) + h2(g) co(g) + h2o(g)無論體系中各物質(zhì)的起始濃度如何改變，達平衡時hcoohco222總是相同，

3、為一常數(shù)常數(shù)222hiih2hi(g) h2(g) +i2(g)698.1k1473k2 平衡常數(shù)平衡常數(shù) 對任何可逆反應，在一定溫度下達平衡時，生成物濃度以反應式中計量系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積與反應物濃度以反應式中計量系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積之比是一常數(shù) 平衡常數(shù)即 對任一可逆反應 aa + bb gg + hh一定溫度下達平衡時kbahgbahgk 經(jīng)驗平衡常數(shù)，通常有單位 (moll-1) vkc 濃度平衡常數(shù)對氣相反應 aa + bb gg + hhbbaahhggpppppk)()()()(kp壓力平衡常數(shù)，單位(pa) vkp 與 kc的關系？kp = kc(rt) vv = (g+h)-

4、(a+b)如何導出上述關系？rtpvnciii對于溶液中的反應：2hi(g) (g)i(g)h22對于氣相反應： /)i ( /)h( /)hi(222ppppppksn2+(aq)+2fe3+(aq) sn4+ (aq)+2fe2+(aq)232224) fe)( sn() fe)( sn(/c/c/c/ck2.2 標準平衡常數(shù)標準平衡常數(shù)對于一般的化學反應：z(l)y(aq)x(g) c(s)b(aq)a(g)zyxcbakb)c/ b(a p/apy)c/ y(xp/)x(p 是溫度的函數(shù)，與濃度、分壓無關。k 標準平衡常數(shù)表達式必須與化學反應計量式相對應。若某組分以氣態(tài)存在則以相對分壓

5、表示；若某組分以溶質(zhì)存在則以相對濃度表示；若反應中有純固體、純液體參加，則認為xi=1，不寫入稀溶液中溶劑視為純液體，不寫入。ccippi)g(h)aq(zn)aq(h2) s (zn222h2)ch()pp)(czn(k22hi(g) (g)i(g)h22k 1 /)i ( /)h( /)hi(222ppppppk 122hi(g) (g)i21(g)h21k 2k 2k 1( )1/22/122/12 / )i ( / )h( / )hi(ppppppk 32hi(g)(g)i(g)h22k 1=( )-1k 3 /)i ( /)h( /)hi(222pppppp平衡常數(shù)的意義和特征： 的

6、大小表明可逆反應在一定條件下的反應限度；其它條件相同時， 越大則正向進行的程度大； 大小不能預示反應達到平衡的時間， so2(g) + o2(g) so3(g) k=3.61024 與濃度無關，只是溫度的函數(shù)； 可以證明對基元反應 （如何導出？如何導出？）當溫度升高時，k正、k逆都增大，但倍數(shù)不同（？）kkk逆正kkk k對h0的反應，ea,正ea,逆，當溫度升高時，k逆的增加倍數(shù)大，使k減小。對h0的反應？例題：已知25時反應解：反應 + 得：k 1k 2k 3= 0.450.051=0.023k 32brcl (g)+ i2(g) 2ibr(g)+ cl2(g)的 。k 2i2(g)+br

7、2(g) 2ibr(g)的 =0.051計算反應k 12brcl(g) cl2(g)+br2(g)的 =0.452brcl (g)+ i2(g) 2ibr(g)+ cl2(g)多重平衡原理（規(guī)則）：多重平衡原理（規(guī)則）： 若某反應方程式可表示為幾個反應式相加（減），則該反應的平衡常數(shù)等于幾個反應平衡常數(shù)的積（商）。（所乘系數(shù)為指數(shù)）2no(g) +o2(g) 2no2(g) k12no2(g) n2o4(g) k22no(g) + o2(g) n2o4(g) k3 =?c + co2 2co k1co + cl2 cocl2 k22cocl2 c + co2 + 2cl2 k3221)(1kk

8、2.3 多重平衡原理多重平衡原理1. 判斷反應的程度判斷反應的程度3. 計算平衡的組成計算平衡的組成2. 預測反應的方向預測反應的方向2.4 標準平衡常數(shù)的應用標準平衡常數(shù)的應用k 愈小，反應進行得愈不完全；k 愈大，反應進行得愈完全；k 不太大也不太小(如 10-3 k 103), 反應物部分地轉(zhuǎn)化為生成物。平衡轉(zhuǎn)化率： bbbb0eq0nnn1. 判斷反應的程度判斷反應的程度對于反應 aa (aq)+ bb(aq) gg(aq) + hh(aq)在某時刻的反應商：反應商：當q = 時，反應達到平衡狀態(tài)；當q 時，反應正向進行；當q 時，反應逆向進行。bahgcbcachcgq)/()/()

9、/()/(kkk2. 預測反應的方向預測反應的方向rtcp)b()b(解:(1)pv = nrt 因為t 、v 不變，p nbp0(co)=(0.03508.314373)kpa=108.5 kpap0(cl2)=(0.02708.314373)kpa=83.7 kpa 例題：已知反應例題：已知反應co(g)+cl2(g) cocl2(g)在恒溫恒容條件下進行在恒溫恒容條件下進行,373k時時k =1.5 108。反應開始時反應開始時c0(co)=0.0350moll-1， c0(cl2)=0.0270moll-1， c0(cocl2)=0。計算。計算373k反應達到平衡時各物種的分壓和反應達

10、到平衡時各物種的分壓和co的的平衡轉(zhuǎn)化率。平衡轉(zhuǎn)化率。3. 計算平衡的組成計算平衡的組成開始cb/(moll-1) 0.0350 0.0270 0開始pb/kpa 108.5 83.7 0假設cl2全部轉(zhuǎn)化 108.5-83.7 0 83.7又設cocl 2轉(zhuǎn)化 x x x -x平衡pb/kpa 24.8 + x x 83.7- x co(g)+cl2 (g) cocl 2(g) / )(cl /co/ ) (cocl 22ppppppk 8105 . 11001008 .24100/7 .83xxx68103 .2105 .18 .241007 .83xx平衡時:p(co)=24.8 kpa

11、 ，p(cl2)=2.3 10-6 kpa p(cocl2)=83.7 kpa假設 83.7-x 83.7， 24.8+x 24.8 因為k 很大，x 很小，cocococo)2(0eq0ppp%1 .77%1005 .1088 .245 .108練習 在容積為5.00l的容器中裝有等物質(zhì)的量pcl3(g)和cl2(g)，在523k下，下列反應達平衡時p(pcl5)=p ,k =0.57 pcl3(g) + cl2(g) pcl5(g) 求: (1)開始裝入的pcl3和cl2的n (2) pcl3的平衡轉(zhuǎn)化率.57. 0100/ )100(1/ )(/22xppxppk解: (1)設pcl3，

12、cl2的始態(tài)分壓為x pcl3(g) + cl2(g) pcl5(g) 起始/pa x x 0 平衡/pa x-p x-p p x = 2.32105 (pa)n(pcl3) = n(cl2) )(267. 0523314. 81000. 51032. 235molrtvpi%1 .43%100232100(2) 轉(zhuǎn)化率 恒溫恒壓時：將上式代入前式得：反應達到平衡時，qrt（t）lnrgm（t）rgm( t ) = 0，q =rgmkrt lnrgm（t）k( t )qrt（t）lnrgmrt lnk（t）rgm rtqlnkk2.303rt lgrgm（t）( t )（t） + 2.303r

13、t lg qrgm2.303rt lgk的關系與mrgk3 化學反應等溫式化學反應等溫式gibbs函數(shù)變判據(jù)與反應商判據(jù)：判斷反應方向。必須用mrg 經(jīng)驗判據(jù)：rgm反應多半正向進行 -40kjmol-1rgm反應多半逆向進行 40kjmol-1rgmrgm-40kjmol-1 40kjmol-1反應正向進行 0 kqrgmqrt（t）lnrgm（t）rgm（t）rgm rtqlnk 、 和 的關系mfgmrgmrg (1) 由 可計算 (2) 是標準狀態(tài)下反應方向的判據(jù)；(3)非標態(tài)時反應方向由 判斷；(4) 在標準狀態(tài)下，q = 1, = mfgmrgmrgmrg（t） + 2.303rt

14、 lg qrgm2.303rt lgkmrgmrgqrtggmrmrln4.1 濃度對化學平衡的影響濃度對化學平衡的影響4.5 兩個需要說明的問題兩個需要說明的問題4.4 le chatelier 原理原理4.3 溫度對化學平衡的影響溫度對化學平衡的影響4.2 壓力對化學平衡的影響壓力對化學平衡的影響4 化學平衡的移動化學平衡的移動 化學平衡的移動：當外界條件改變時，化學反應從一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種平衡狀態(tài)的過程。對于溶液中的化學反應，平衡時，q = k 當c(反應物)增大或c(生成物)減小時,當c(反應物)減小或c(生成物)增大時, q k 平衡向逆向移動。濃度對平衡的影響濃度對平衡的影響

15、:4.1 濃度對化學平衡的影響濃度對化學平衡的影響 如果保持溫度、體積不變，增大反應物的分壓或減小生成物的分壓，使q減小，導致q k ，平衡向逆向移動。1.部分物種分壓的變化 對沒有氣體參加的反應，壓強對平衡的影響不大； 對有氣體參加且反應前后氣體的物質(zhì)的量有變化的反應。壓強的變化將對平衡產(chǎn)生影響。4.2 壓力對化學平衡的影響壓力對化學平衡的影響2.體積改變引起壓力的變化對于有氣體參與的化學反應 aa (g) + bb(g) yy(g) + zz(g)時恒溫下壓縮為原體積的1/1xx bppappzppyppk /b /a /z /y 平衡時， /b /a /z /ybpxpapxpzpxpy

16、pxpq nxqbsk 對于氣體分子數(shù)增加的反應，nb 0，x nb 1，qk ，平衡向逆向移動，即向氣體分子數(shù)減小的方向移動。 對于氣體分子數(shù)減小的反應 ，nb 0， x nb 1， q k ，平衡向正向移動，即向氣體分子數(shù)減小的方向移動。 對于反應前后氣體分子數(shù)不變的反應， nb =0， x nb =1， q = k ，平衡不移動。nxqbsk n2(g) + 3h2(g) 2nh3(g) v0t k下反應達平衡時32223/ )(/ )(/ )(phppnppnhpk當iippppvv2221總總kqkq41 平衡向正反應方向移動，即向氣體分子數(shù)減小的方向移動。 co (g) + h2o

17、(g) h2(g) + co2(g) ?結(jié)論結(jié)論：結(jié)論：等溫時，增加總壓強各物質(zhì)的分壓增加時，等溫時，增加總壓強各物質(zhì)的分壓增加時，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動；平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動；反之，減小總壓強各物質(zhì)的分壓減小時，反之，減小總壓強各物質(zhì)的分壓減小時，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動；平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動； 在惰性氣體存在下達到平衡后，再恒溫壓縮, nb 0，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動, n b =0，平衡不移動。 對恒溫恒壓下已達到平衡的反應，引入惰性氣體，總壓不變，體積增大，反應物和生成物分壓減小，如果 n b 0，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動。 對恒溫恒容下

18、已達到平衡的反應，引入惰性氣體，反應物和生成物pb不變，q= k ，平衡不移動。3.惰性氣體的影響 k (t)是溫度的函數(shù)。 溫度變化引起k (t)的變化，導致化學平衡的移動。對于放熱反應， k ，平衡向逆向移動。rhm對于吸熱反應， 0，溫度升高， k 增大，q k ，平衡向正向移動。rhm總之，升高溫度，平衡向吸熱方向移動。總之，升高溫度，平衡向吸熱方向移動。)tttt(rhkkln2112mr124.3 溫度對化學平衡的影響溫度對化學平衡的影響在溫度變化范圍不大時：rsmrgmrhm=-t(t)(t)(t)由rt lnrgm（t）k( t )和得：rt lnk( t )rsmrhm=-t

19、呈直線關系與 t(t)k/1lnrrtkln(t)rhmrsm(298k)(298k)rrtkln(t)rhmrsm(t)(t)當溫度為t1時：當溫度為t2時：兩式相減得：rrt1kln1rhmrsm(298k)(298k)rrt2kln2rhmrsm(298k)(298k) 由此式可見由此式可見,對于吸熱反應對于吸熱反應,溫度升高溫度升高, 增大；增大；對于放熱反應對于放熱反應,溫度升高溫度升高, 減小。減小。kk)tttt(rhkkln2112mr12 如果改變平衡體系的條件之一（濃度、壓力和溫度），平衡就向能減弱這種改變的方向移動。 le chatelier原理只適用于處于平衡狀態(tài)的體系，也適用于相平衡系統(tǒng)。 1848年，