第5章化学平衡ppt课件.ppt

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1、可逆勒夏特里第5章    化学平衡工程师的困惑？15-1化学平衡状态5-2化学反应进行的方向5-3标准平衡常数K与ΔrGm的关系5-4化学平衡的移动25-1化学平衡状态5-1-1经验平衡常数5-1-2平衡常数与平衡转化率3N2O4加热N2O4NO2N2O4NO2平衡5-1-1经验平衡常数N2O4(g)2NO2(g)4浓度速率时间时间5化学平衡：所有反应物和产物的浓度不再随时间而改变时，即正、逆反应速度相等时，体系所处的状态称为化学平衡。6可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应称可逆反应。7讨论1氢气和氧气生成水与电解水是否可

2、逆反应？2二次电池充放电是否可逆反应？8化学平衡的几个重要特点：建立平衡的前提——恒温；封闭体系；可逆反应。平衡建立的条件——正、逆反应速度相等。建立平衡的标志——各物质浓度都不再随时间改变.9N2O4NO2平衡化学平衡是有条件的平衡。当外界因素改变时,原有平衡将受到破坏，直到建立新的动态平衡。N2O4(g)2NO2(g)10一经验平衡常数平衡常数(K)表示出一个可逆的化学反应可以进行的最大限度。PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)[PCl3][Cl2][PCl5]=K11对于再复杂些的可逆反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)哈伯过程：数

3、百个大气压、催化剂、几百摄氏度。分压分压时间时间121864年，C.M.Guldbeng和P.Waage质量作用定律aA+bBgG+hH在一定温度下达平衡时，都有如下关系：经验平衡常数[G]g[H]h[A]a[B]b=K实验平衡常数平衡常数13在一定温度下，可逆反应达平衡时，生成物的浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积与反应物的浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积之比是一个常数。14讨论(1)Kc与物质的初始浓度有关吗？(2)Kc与反应开始的方向有关吗？(3)Kc与反应机理有关吗？(4)Kc与反应温度有关吗？(5)Kc与体系中是否存在除反应物和生成物

4、以外的其它物质有关吗？15注意点：(1)Kc和物质的初始浓度无关。(2)Kc与反应开始的方向无关。(3)方括号用来表示平衡时物质的浓度。(4)习惯上将生成物写在分子项上，而反应物写在分母项上.16(5)平衡常数的表达只取决于反应的化学计量，与反应机理无关。(6)Kc随反应温度不同而改变。(7)Kc与体系中是否存在除反应物和生成物以外的其它物质无关。171.有固体和纯液体参加的反应，其浓度不应写在平衡关系式中，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。二平衡常数关系式书写规则18CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)Kc=[CO2]CaCO3Ca

5、CO3CaOCaO=CaOCaCO319CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)[CO][CO2][H2]Kc=202.稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系中。Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+[CrO42-]2[H+]2[Cr2O72-]Kc=21但是，非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，必须表示在平衡关系式中。C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O[CH3COOC2H5][H2O][C2H5OH][CH3COOH]Kc=223.同一化学反应，可以用不同的化学反应方程式来表示，每个化学方程式

6、都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。23例，373K时，N2O4和NO2的平衡体系N2O4(g)2NO2(g)K1=[NO2]2/[N2O4]=0.36(mol·L-1)1/2N2O4(g)NO2(g)K2=[NO2]/[N2O4]1/2=0.60(mol·L-1)1/22NO2(g)N2O4(g)K3=[N2O4]/[[NO2]2=2.78(mol·L-1)-1K1=K22=1/K3244．对于气体反应，可以用平衡时的浓度(物质的量)表示，也可以用平衡时各气体的分压来表示。25例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)[NH3]2[N2][H2]3

7、Kc=P2NH3Kp=pN2p3H226请试导出Kc与Kp的关系式：Kp=Kc(RT)n提示：PAV=nART…PA=[A]RT…aA+bBdD+eEΔn=(d+e)–(a+b)27三、平衡常数的单位通常情况下，Kc、Kp是有量纲（单位）的物理量。若浓度单位以mol·L-1表示，Kc的单位为(mol·L-1)Δn；若压强单位分别以atm、Pa表示，Kp的单位分别为atmΔn、PaΔn。当Δn=0时，Kc、Kp无量纲。平衡常数的单位还与化学反应方程式的写法有关。28N2O4(g)2NO2(g)Δn=1K1=[N02]2/[N204]=0.36(mol·L-1

8、)1/2N2O4(g)NO2(g)Δn=1/2K2=