普通化学 第二章 化学平衡原理.ppt

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1、普通化学主讲：李琼芳GENERALCHEMISTRY2021/7/221第二章化学平衡原理教学目标化学平衡：1.理解化学平衡状态的意义。2.掌握标准平衡常数与反应的标准摩尔自由能的关系。3.掌握简单的化学平衡计算方法。4.掌握多重平衡原理及其应用。第二章化学平衡原理2021/7/222第二章化学平衡原理化学平衡的移动：1.能够通过Q和Kθ的比较判断反应进行的方向。2.掌握各种影响化学平衡移动的因素。2021/7/223第二章化学平衡原理教学内容：2.1标准平衡常数2.2多重平衡系统2.3化学平衡的移动2021/7/2

2、24第二章化学平衡原理第一节标准平衡常数一、化学平衡状态一个化学反应不可能无休止地进行下去，也就是说化学反应进行程度是有限的。例如在密闭容器中，一定温度下，氢气和碘蒸气反应生成气态的碘化氢：2021/7/225第二章化学平衡原理在同样条件下，气态的碘化氢也能分解为碘蒸气和氢气，上述两个过程同时发生且方向相反，这一特征可用下列形式表示：习惯上把从左向右进行的反应叫正反应；从右向左进行的反应叫逆反应。这种在同一条件下，既可以正向进行又可以逆向进行的反应，称为可逆反应。2021/7/226第二章化学平衡原理恒温恒压下化学反

3、应之所以可以进行，是因为，随着反应的进行，逐渐增大，当时，反应失去了推动力，体系处于平衡状态。从热力学，即从宏观上分析，是系统的吉布斯自由能达到最低时的状态，反应的宏观停止。无论是正向还是逆向进行的反应均达到平衡，各反应物、产物的分压或组成均不再变化。从热力学上分析：动力学：2021/7/227第二章化学平衡原理从化学动力学，即从微观角度来分析，达到化学平衡的系统，只是正反应和逆反应的速率相等的状态，其实正反应和逆反应均未停止，这就是化学平衡状态是系统在一定条件下的动态平衡状态的一个原因。对于在一定条件下达到化学平衡

4、的系统，若反应条件发生改变，原有的平衡状态将被破坏，系统将向一新的平衡转移，这就是所谓的化学平衡的移动。2021/7/228第二章化学平衡原理一个化学反应达到平衡状态后，系统中各反应物、生成物的组成均不再发生改变，且具有一定的关系。根据化学反应等温式当系统达到平衡状态时因此：标准平衡常数所以：二、标准平衡常数2021/7/229第二章化学平衡原理可逆反应：aA+bB=dD+eE平衡常数是表征可逆反应建立平衡、或表征反应进行程度的特征常数。值越大，表示反应达到平衡时，生成物在平衡混合物中所占比例越大，反应进行得越完全。

5、平衡常数除取决于反应物本性外还受温度的影响，但与反应物浓度无关。将各组分的平衡浓度分别与标准浓度(c=mol/L)或标准压力(p=101.325Kpa)相比，再代入平衡常数的表达式，即得到标准平衡常数。2021/7/2210第二章化学平衡原理例2.1血红蛋白运载和输送氧的机理以及一氧化碳可以使人中毒死亡的机理，是生物学家与化学家合作而得以解决的。血红蛋白可与氧气，也可与一氧化碳生成配合物，下列反应表示氧合血红蛋白可转化为一氧化碳合血红蛋白：实验证明，只要有10%的氧合血红蛋白转化为一氧化碳合血红蛋白，人就会中毒身

6、亡。计算空气中CO的体积分数达到多少，即会对人的生命造成危险？解：2021/7/2211第二章化学平衡原理解得：p(CO)=0.01kPaφ(CO)=0.01/100=0.01%空气中CO的体积分数达万分之一时，即可对生命造成威胁。2021/7/2212第二章化学平衡原理三、反应系统中平衡的判断由化学反应等温方程式及反应的标准平衡常数与标准吉布斯自由能关系可知：2021/7/2213第二章化学平衡原理若Q>Kθ，则反应的△rGm>0，反应逆向自发进行；若Q

7、反应的△rGm=0，反应处于平衡状态。也就是：所以，根据反应的标准平衡常数与反应商大小的比较，即可简单地对反应是否达到平衡做出判断：2021/7/2214第二章化学平衡原理①②③因则第二节多重平衡系统2021/7/2215第二章化学平衡原理2021/7/2216第二章化学平衡原理例2.2在1133K于某恒容容器中，一氧化碳与氢气混合并发生如下反应：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)已知开始时p(CO)=101.0kPa，p(H2)=203.0kPa；平衡时p(CH4)=13.2kPa。假定没有其它反

8、应发生，求该反应在1133K时的实验平衡常数和平衡常数。解：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)开始时分压/kPa101.0203.000分压变化/kPa-x-3xxx平衡时分压/kPa101.0-x203.0-3x13.213.287.8163.42021/7/2217第二章化学平衡原理三、平衡常数运算规则1.在平衡常数表达式