第10章化学平衡通论ppt课件.ppt

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1、化学平衡通论第10章§10.1可逆反应与化学平衡状态§10.2化学反应进行的方向§10.3化学平衡的移动本章主要内容本章重点※标准平衡常数和吉布斯能变的关系：利用反应商和标准平衡常数判断反应进行的方向。※浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响及其相关计算。化学平衡的基本特征10.1.2可逆反应与化学平衡10.1.1化学平衡常数10.1.3§10.1可逆反应与化学平衡状态在一定的条件下，一个化学反应可按方程式从左到右进行，又可从右到左进行叫可逆反应。化学反应可逆性是普遍存在的，只是反应的程度不同而已。例如反应：（1）CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)（2

2、）Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)（3）3H2(g)+N2(g)2NH3(g)10.1.1可逆反应与化学平衡习惯上，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。1.可逆反应2.不可逆反应在密闭容器中，个别反应几乎能朝一个方向进行到底。例如：Ba2++SO42-→BaSO4↓KCl不能与O2反应生成KClO3，而由于BaSO4的溶解度较小，其溶解的趋势比较弱。像这种实际上只能向一个方向进行“到底”的反应，称为不可逆反应，而平衡状态是化学反应进行的最大限度（△rG=0时达到平衡）。3.化学平衡在可逆反应中，正反应和逆反应的速率相等时反应物和生

3、成物的浓度不再随时间而改变的状态称为化学平衡。如：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)正逆反应达到动态平衡，即：v正＝v逆就可以说该反应已经达到化学平衡了。此时，△G＝0。那么对于△G＞0和△G＜0的状态都是不稳定状态；都会自发地转化为△G＝0的状态。即,任何系统都有向平衡状态接近的趋势。10.1.2化学平衡的基本特征化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再随着时间改变而改变的状态，可用ΔrGm=ΣνΑμΑ=0判断，μA是反应中A物质的化学式。根据勒夏特列原理，如一个已达平衡的系统被改变，该系统会随

4、之改变来抗衡该改变。化学平衡的四个特征反应达到平衡后,只要外界条件不变,反应体系中各物质的量将不随时间而变。化学平衡是一种动态平衡,即单位时间内各物质的消耗量和生成量相等。化学平衡是有条件的,在一定外界条件下才能保持平衡,当外界条件改变时,原平衡被破坏,一定时间后建立新的平衡。平衡组成与达到平衡的途径无关。10.1.3化学平衡常数1.经验平衡常数V正V逆达到平衡时间V正=V逆（平衡）对于一个一般的可逆反应，其反应速率同达到平衡所需的时间如图所示：以2NO2(g)N2O4(g)为例项次初浓度(M)平衡时浓度度(M)C(NO2)C(N2O4)C(NO2)C(N2O4)

5、10.08000.00000.01250.033721620.00000.04000.01250.033721630.04000.02000.01250.033721640.16000.00000.01820.070921550.00000.06000.01560.0522215结论：由项次1、2、3、4、5比较得知：无论反应初始物质及浓度为何，只要在同温下，平衡浓度之比为一常数值，与初浓度及反应方向无关。对于一般的反应:aA+bBdD+eE在一定温度下达到平衡时，产物的平衡浓度系数次方乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数。即有下述关系:cd(D)ce(E

6、)/(ca(A)cb(B))=Kc上式称为化学平衡定律（Lawofchemicalequilibrium）。Kc称为浓度经验平衡常数（Concentrationexperiencedbalanceconstant，有些教材上称浓度实验平衡常数）。对于气体在一定温度下，平衡时生成物气体分压以及反应方程式中计量系数为乘幂的乘积与反应物气体分压以及反应方程式中计量系数为乘幂的乘积之比也是常数，即压力经验平衡常数，用符号Kp表示。一般的反应aA(g)＋bB(g)yY(g)＋zZ(g)假设其中的反应物及生成物均为理想气体:由于Kp=Kc•(RT)∑n[∑n=(d+e)-(a

7、+b)]一般情况下，浓度经验平衡常数（Kc）与压力经验平衡常数（Kp）都有单位（其单位只需要通过量纲计算便可得到），仅当∑n=0时,Kp=Kc且均无单位。另外，只要温度不变，平衡常数就是一个定值；平衡常数数值的大小是反应完全程度的标志，平衡常数值越大，反应可完成的程度越高。800K时一合成氨体系，将N2和H2按1：3充入，总压为2×107Pa，反应达到平衡后，总压变为1.8×107Pa，求浓度平衡常数和压力平衡常数。例题N2(g)+3H2(g)2NH3(g)开始=0.5×107Pa，=1.5×107Pa假设达到平衡时N2转换了xPa，则平衡时=0.5×107-x=

8、1.5×1