普通化学3化学平衡

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1、化学基础理论2.3化学平衡ChemicalEquilibrium1本节学习要求：理解标准平衡常数K⊝的意义及其与ΔrGm⊝的关系；理解标准平衡常数K⊝与温度的关系，理解浓度、压力和温度对平衡移动的影响；掌握化学平衡的初步计算。21、可逆反应和平衡状态在同一条件下，既能向一个方向又能向相反方向进行的反应称为可逆反应。可逆反应通常用“⇌”双箭头表示可逆，上述反应可写成：如高温时，一氧化碳与水蒸汽作用生成二氧化碳和氢气，同时，二氧化碳和氢气也可作用生成一氧化碳与水蒸汽。CO(g)+H2O(g)⇋CO2(g)+H2(g)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。大多数反应都是可逆的3这

2、种在可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，系统内各物质的浓度不再随时间而变化的状态，叫化学平衡。对于一个可逆反应，在反应刚开始时，正向反应进行的速率最大，逆反应速率为零。但是随着正向反应的进行，反应物浓度逐渐降低，生成物浓度不断增加，正向进行的反应速率便逐渐减小，逆反应速率逐渐增大。经过一段时间，正逆反应速率相等，这时系统中各物质的浓度不随时间而发生改变在平衡状态下，各物质的浓度分别叫平衡浓度，若是气体物质，平衡浓度又可称平衡分压。4可逆反应达到平衡时有如下特征：（1）化学平衡是动态平衡。平衡时，正、逆反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等，即单位时间内每一种物质的生成量和消耗量相等。（2）

3、平衡状态是一宏观现象。可逆反应达到平衡时，不仅各物质的浓度不随时间发生改变，而且其他宏观性质如温度、颜色、相对密度、折射率等也不随时间而变化。（3）ΔrGm=0是化学平衡的热力学标志。化学平衡状态是反应在一定条件下所能达到的最大限度的状态。5（4）化学平衡是有条件的，只能在一定的外界条件下（如浓度、温度、压力等）保持。当外界条件改变时，平衡就被破坏，要在新的条件下建立新的平衡。化学平衡可以从不同方向达到，即某一反应在一定条件下的平衡状态，不论从正反应开始还是从逆反应开始，都可以达到同一平衡。62、平衡常数当一个化学反应达到平衡时，系统内各组分的量之间有一定的定量关系，这种定量关系就是化学平衡

4、常数。即在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度方次的乘积与反应物浓度方次的乘积之比是一个常数（各浓度的方次数等于反应方程式中各物质的计量系数）。7对一般反应：在一定温度下达到平衡时，各物质的浓度存在着如下关系：上式就是平衡常数的表达式，其中K称为平衡常数。8用各物质平衡浓度表示的平衡常数称为浓度平衡常数对于气体间的可逆反应，在平衡常数表达式中，常用平衡时气体的分压来代替气态物质的浓度。这种用气体分压来表示的平衡常数称为分压平衡常数如对反应：9有：Kc和Kp一般是根据实验结果得到的，称为实验常数。由于平衡常数表达式中各物质的分压（或浓度）都是有单位的，所以实验平衡常数是有单位的。实验平衡

5、常数的单位决定于反应方程式中生成物与反应物的计量系数之差。如上式中各气体的分压以Pa为单位，则Kp的单位就为Pa[(g+d)-(a+b)]。10(1)标准平衡常数表达式对于任意可逆反应：达平衡后各项浓度用相对浓度表示，此时的常数即为标准平衡常数。3、标准平衡常数11式中，eq表示平衡时各物质的浓度，通常，在不引起混淆时，可将eq省略。pA、pg为达平衡时气态物质A、G的分压，单位为kPa；cB、cD为达平衡时物质B、D的浓度，单位为mol•L-1。pӨ=100kPa；cӨ为标准浓度，cӨ=1mol•L-1。在应用和书写平衡常数的表达式时，应注意以下几点：①平衡常数的表达式仅用于平衡体系。即表

6、达式中各物质的相对浓度或相对分压是指平衡状态时的相对浓度或相对分压。非平衡状态下，各物质的相对浓度或相对分压不存在此关系。12②表达式中不含有纯固体或纯液体的的浓度。对于有纯固体、纯液体参加的反应，因其标准态就是其本身，它们的相对“浓度”为1，所以这些物质“不出现”在平衡常数的表达式中。如：13③K⊝值大小除了受反应物本性影响外，还受反应温度影响。因此，K⊝必须指明反应温度。④K⊝值大小反映了反应完成程度，K⊝值很大，说明达平衡时正反应进行得非常彻底。⑤平衡常数的表达式必须与一定的化学方程式相对应。同一化学化应，若以不同的计量系数表示时，平衡常数的值不同。如：1415⑥在稀水溶液反应中，水是

7、大量的，浓度可视为常数，可把溶剂水作为纯液体看。如：如果水仅作为反应物或生成物一个组分，则要写入平衡常数的表达式中。如：CH3COOH（l）+C2H5OH(l)⇋CH3COOC2H5(l)+H2O(l)Cr2O72-(aq)+H2O(l)⇋2H+(aq)+2CrO42-(aq)16⑦同一反应的正逆反应的平衡常数互为倒数。即：17根据热力学原理，化学反应的平衡常数K⊝可以由相应条件下，反应的标准摩尔吉布斯自由能