苏州大学《无机化学》第二章 化学平衡常数
化学平衡常数PPT
增加A 的量
特点
可逆反应
A的转化率
B的转化率
减小 增大 不变
减小
增大
a+b＞c+d 按原比例同时 增加A、B的 物质的量 a+b=c+d a+b＜c+d
增大
不变 减小
平衡常数的数学表达式 KC =
1、书写平衡常数关系式的规则
①纯固体和纯液体，稀溶液中的水参加反应时，
不引入平衡平衡常数表达式，因为它们的浓度是 固定不变的.
例1、CaCO3(s)
例2、Fe(OH)3(s)
CaO(s)+CO2(g)
Fe3+(aq)+3OH-(aq)
注: 稀溶液中进行的有水参加的反应，水的浓 度也固定不变，不必写在平衡关系式中， 例3：CO32-+H2O HCO3-+OH例4：H2O H++ OH-
2、平衡常数K的意义
(1)平衡常数K仅与温度有关，与浓度、压强、催化 剂等均无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热 反应还是放热。 例如：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g) 的浓度平衡常数与温度的关系如下： 温度 浓度平衡常数 623K 66 .9 698K 54.4
△
2HI(g),
763K 45.9
化学平衡常数 及其应用
【考纲要求】
(1)理解化学平衡常数的含义并能进行简单计算 (2)了解化学平衡常数在水溶液离子平衡中的常见应 用。
一、化学平衡常数(符号为K)
定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，
生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比 值是一个常数，这个常数称是该反应的化学平衡常数(简 称平衡常数)，用符号K表示。 表达式： mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g) [C]p ·[D]q [A]m· [B]n
无机化学中标准平衡常数的计算及形式
无机化学中标准平衡常数的计算及形式
化学平衡常数计算公式：k=（c）^c（d）^d/（a）^a（b）^b。
化学平衡常数是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不考虑反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数，用k表示。
k值的大小，表示在该温度下达到平衡时，反应进行的程度（反应的限度），k值越大，表明反应进行的程度越大；反之则越小。
对称化学反应达至均衡时，每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积成正比，这个比值叫作平衡常数。
反应展开得越全然，平衡常数就越大。
当一个可逆反应到达平衡时，生成物浓度之幂或分压力的乘积与反应物浓度的幂（幂指数为对应物质的化学计量数）或分压力的乘积之间的比值。
用浓度计算的平衡常数以kc 表示。
用分压力计算的平衡常数以kp表示。
在压力（或各物质的浓度）并不大时，平衡常数在温度一定的情况下维持维持不变。
从平衡常数的大小，可以确认在该温度下可逆反应中的也已反应可能将达至的程度。
平衡常数不仅在分析化学和物理化学中有重要的理论意义，而且在化学工艺中一项重要的数据，可用以通过计算来确定生产条件。
化学化学平衡常数
化学化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数是描述化学反应进行到平衡时化学计量物质浓度之比的一个重要指标，它在化学平衡方程中起到非常关键的作用。
本文将探讨化学平衡常数的定义、计算方法以及对化学反应的影响等方面的内容。
一、化学平衡常数的定义化学平衡常数是指在一定温度下，当化学反应达到平衡时，平衡体系中各组分摩尔浓度的乘积与反应物摩尔浓度的乘积之比的值。
根据平衡体系，平衡常数可以表示为Keq。
对于一般的反应方程式：aA + bB ⇌ cC + dD其中a、b、c、d分别表示反应物和生成物的系数，Keq就可以用下面的表达式来表示：Keq = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中，[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的摩尔浓度。
二、化学平衡常数的计算方法在实际计算中，通常需要考虑化学反应的浓度单位。
当浓度单位为摩尔/升时，化学平衡常数表示为乘积浓度（C）除以活度单位（a）。
如果浓度单位为摩尔/升，化学平衡常数表示为浓度（C）的次方。
化学平衡常数可以通过实验测量来确定。
当已知某一反应体系在特定温度下达到平衡时，可以测量各组分的浓度，然后根据平衡常数的定义进行计算。
在计算过程中，需要注意测量误差的影响，尽可能提高实验数据的准确性。
三、化学平衡常数对化学反应的影响化学平衡常数是描述反应物与生成物在平衡态中浓度比例的指标，它对化学反应的进行有很大的影响。
1. 影响反应的方向：根据化学平衡常数的大小，可以判断反应是向正向进行还是向逆向进行。
当Keq大于1时，反应偏向生成物的方向；当Keq小于1时，反应偏向反应物的方向；当Keq等于1时，反应达到平衡。
2. 影响反应速率：在反应物浓度给定的情况下，化学平衡常数与反应速率息息相关。
反应速率快的反应通常具有较大的化学平衡常数，而反应速率慢的反应则具有较小的化学平衡常数。
3. 影响化学平衡位置：当改变反应体系中的某一参数，如温度、压力或浓度等，均会对化学平衡常数产生影响。
无机化学第二章 化学反应的方向、速率和限度--
3. 298 .15K，标准状态下化学反应吉布 斯自由能变的计算
(1) 利用标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGm计算 ΔrGm(298.15 K)＝ iΔfGm(生成物，298.15 K) +
iΔfGm(反应物，298.15 K)
① ② ③ ΔrGm (298.15K) < 0, 反应正向自发进行； ΔrGm (298.15K) > 0, 反应逆过程自发； ΔrGm (298.15K)＝ 0 系统处于平衡状态。
为什么有些吸热过程亦能自发进行呢?
例如 1.NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq) rHm = 14.7 kJ· -1 mol
NH4Cl晶体中NH4+ 和Cl- 的排列是整齐有 序的。NH4C1晶体进入水中后，形成水合 离子(以aq表示)并在水中扩散。在NH4Cl 溶液中，无论是NH4+(aq)、Cl-(aq)还是水 分子，它们的分布情况比 NH4C1 溶解前 要混乱得多。
第二章 化学反应的方向、 速率和限度
本章教学要求
1、了解标准摩尔熵、标准摩尔生成吉布斯自由能的概念， 掌握反应的标准摩尔熵变、标准摩尔吉布斯自由能变的简单 计算。 2、掌握ΔrGm 与ΔrHm 和ΔrSm 的关系，学会用ΔrGm 判断 标准状态下反应进行的方向。 3、理解反应速率、基元反应和反应级数的概念及速率方程 式的表达，掌握活化能、活化分子的概念并能用其说明浓度、 温度、催化剂对反应速率的影响。 4、掌握可逆反应与化学平衡的概念、标准平衡常数和平衡 组成的有关计算，熟悉标准平衡常数和标准吉布斯自由能变 的关系。 5、熟悉反应商判据和吕·查德里原理，掌握浓度、压力、 温度对化学平衡移动的影响及其有关计算。
ΔrHm(T K)≈ΔrHm(298.15K)
化学平衡常数课件
正反应方向移动,但 K 保持不变。
2.反应 2 的平衡常数的表达式是什么?对于反应 2,若保持其他条件不
变,升高温度,K 值增大,该反应是吸热反应还是放热反应?
(CO)·(H2)
;升高温度 K 值增大,说明化学平衡向正反应方向移
(B)
3.意义
(1)K 值越大,说明正反应进行的程度越大,反应物的转化率越大;反之,
反应物转化越不完全,转化率就越小。
(2)K 只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
练一练
在某温度下,可逆反应 mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)的平衡常数为 K,
下列说法中正确的是(
)
A.增加 A 的量,A 的浓度增加,达到新平衡时 K 值增大
例题 1
PCl5 的热分解反应如下:PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)。
(1)写出反应的平衡常数表达式。
(2)已知某温度下,在容积为 10.0 L 的密闭容器中充入 2.00 mol PCl5,达
到平衡后,测得容器内 PCl3 的浓度为 0.150 mol·
L-1。计算该温度下的平衡常
数。
化学平衡常数
化学平衡常数
1.定义
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡状态时,生成物浓度幂之
积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数),用符号 K 表示。
2.表达式
对于一般的可逆反应 mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),在一定温度
(C)·
(A)·
SO2 的转化率为:α(SO2)=
无机化学第二章
0.320 nNH 3 133 .0kPa p( NH 3 ) p总 1.20V
g h
PB BRT
PG G RT PH H RT
PG PH G H RT g hab Kp a b a b PA PB A B g h a b n Kp KcRT KcRT
P P
G A
P
P P P
θ g θ a
H B
P P
θ h θ b
P 1.00 10 Pa 1atm
θ 5
KPθ —标准平衡常数
讨论： 对液相反应来说， Kθ 与K数值相等。 对气相反应来说， KPθ与KP数值不一定相等。 当KP单位是(atm)Δn时，数值相等。 当KP单位是(Pa)Δn时，数值不相等（除Δn=0） 复相反应 CaCO 3 ( s)
g h
Kp KcRT
R取值： 8.314
n
3 1 1
Pa m mol K 1 1 kPa L mol K
已知反应 2SO3(g) 求Kp。 解：根据公式：
O2(g) + 2SO2(g)
3
Kc 在温度1000K和压强100kPa时， 3.54 10 ,
xX(g) yY(aq) zZ(l)
x y
PX Y K a b PA B
平衡转化率：
平衡时某反应物消耗量 100 % 该反应物起始的量 起始浓度 平衡浓度 100 % 起始浓度
因为平衡状态是封闭系统中可逆反应的 最大反应限度，所以，又叫最高转化率。
二、标准平衡常数和吉布斯自由能变化
当
Kp KcRT
3
大学化学易考知识点无机化学反应的平衡常数
大学化学易考知识点无机化学反应的平衡常数无机化学反应的平衡常数是大学化学中的重要知识点之一。
平衡常数描述了反应在达到化学平衡时生成物和反应物的摩尔浓度之间的关系。
在本文中，我们将探讨无机化学反应的平衡常数的概念、计算方法以及对化学反应平衡性的影响。
一、概念介绍无机化学反应的平衡常数（表示为K）是反应速率达到平衡时生成物和反应物浓度之比的乘积，每个物质的摩尔浓度用方括号表示。
比如对于一般的化学反应：aA + bB ⇌ cC + dD平衡常数K的表达式为：K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中，[C]、[D]、[A]、[B]分别表示平衡时C、D、A、B的浓度。
二、计算平衡常数计算平衡常数需要知道平衡时各物质的浓度。
在实验室中，浓度可以通过实验和分析方法得到。
对于一般的平衡反应，浓度可以用摩尔浓度表示，即物质所含摩尔数与反应溶液的体积的比值。
例如，在考虑碱度导致水解反应的酸碱反应中，我们可以通过酸碱分析方法得到溶液中各物质的摩尔浓度，从而计算平衡常数。
平衡常数的计算需要考虑所有物质的浓度，包括溶质和溶剂。
三、平衡常数的意义平衡常数的大小可以描述反应的平衡位置。
当平衡常数K大于1时，生成物浓度高于反应物浓度，反应向生成物一侧倾斜，属于正向反应偏向。
相反，当K小于1时，反应向反应物一侧倾斜，属于逆向反应偏向。
如果K等于1，则生成物和反应物的浓度相等，达到了平衡状态。
平衡常数还可以用于预测化学反应的进行方向。
如果一个反应的平衡常数很大，表示生成物浓度较高，反应几乎完全进行到生成物的一侧。
相反，如果平衡常数很小，表示反应需要更高浓度的反应物来达到平衡。
四、影响平衡常数的因素平衡常数受到温度的影响。
根据热力学原理，温度升高会增加反应的平衡常数。
这是因为温度升高会增加分子的平均动能，使反应物分子更容易克服活化能，促进反应进行。
除了温度，压力对于气相反应的平衡常数也有影响。
根据Le Chatelier原理，当压力增加时，反应会朝向压力减小的方向移动。
有关化学平衡常数表达式计算的解题要领
有关化学平衡常数表达式计算的解题要领有关化学平衡表达式的计算，是无机化学及普通化学教学中的一个重要内容。
可能是由于这类题多数并不很难，加之题目类型又多，所以有关化学平衡表达式计算问题的讨论很少能见到。
但作为教学中的一个重点内容，教师还是有必要对其加以认真研究，并归纳出一些解题规律和方法的。
一、有关化学平衡表达式计算的基本解题模式对一个可逆反应来说，由于反应进行的不完全，要全面描述一个体系中诸物种的变化过程和最终状态，是需要很多数据的。
也就是说，有关化学平衡表达式的计算通常都要涉及相当多的量。
所以，讨论这类问题时，首先要清楚可能会遇到哪些数据。
（一）数据的分类对在某温度下达平衡、有两种反应物和两种生成物的可逆反应（如aA +bB = dD + eE,），来进行有关化学平衡表达式的计算时，不算平衡常数，其可能用到的数据也有16个之多。
所以，为分析和讨论问题方便，首先就应将其进行分类。
按反应的时序和数据功用的不同，可分为四类。
一类是化学平衡未移动前（化学反应未发生时）各物种的量（简称起始量）。
对如上4物种，可分别设为Q A、Q B、Q D、Q E；一类是反应中各物种变化的量（简称变化量）。
可用H来表示（同样有4个）；一类是达化学平衡时各物种的量（简称平衡量）。
可用P来表示；另一类是可以直接代入化学平衡常数表达式的各物种的量（简称代入量）。
用R来表示。
（二）记录及处理数据的表格法按数据生成的时序和使用的习惯，一般情况下应以一个表格的形式（不用真的画出横竖线）来对其加以归类、记述及使用。
表格的做法为：第一步为制表。
先写出有关的化学反应方程式。
在预留出6-12个字符的空白位置后，写出配平的与平衡常数相关反应方程式。
因为平衡常数表达式与化学方程式相关；平衡常数的数值和单位也都与化学反应方程式相关；同时与中学化学相同，在进行某些计算时也要用到反应方程式；所以化学方程式是必不可少的。
化学反应方程式作为表格的一部分，其中各物种的化学式实际还是一个纵列的“列表头”，该列的所有数据都与这一化学式所代表的物种有关。
大专无机化学教案化学平衡(多场景)
大专无机化学教案——化学平衡一、教学目标1.理解化学平衡的概念，掌握化学平衡的表示方法。
2.学会判断化学反应是否达到平衡状态，掌握化学平衡的判定条件。
3.了解化学平衡常数与平衡浓度的关系，学会计算化学平衡常数。
4.掌握化学平衡移动的影响因素，学会分析化学平衡移动的方向。
5.了解实际应用中化学平衡的调控方法，培养学生解决实际问题的能力。
二、教学内容1.化学平衡的概念及表示方法（1）化学平衡的定义：化学反应在一定条件下，正反应速率相等，反应物与物的浓度不再发生变化的状态。
（2）化学平衡的表示方法：可逆反应的平衡状态用箭头表示，如：N2+3H2⇌2NH3。
2.化学平衡的判定条件（1）正反应速率相等：v正=v逆。
（2）反应物与物的浓度不再发生变化。
3.化学平衡常数（1）化学平衡常数的定义：在一定温度下，化学反应达到平衡时，物浓度的化学计量数次幂的乘积与反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值。
（2）化学平衡常数的表达式：Kc=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b，其中，a、b、c、d分别为反应物A、B与物C、D的化学计量数。
（3）化学平衡常数的计算与应用：根据平衡浓度计算Kc，分析化学反应的进行程度。
4.化学平衡移动的影响因素（1）浓度：增加反应物浓度或减少物浓度，平衡向正反应方向移动；反之，平衡向逆反应方向移动。
（2）压力：对于气体参与的反应，增加压力，平衡向气体体积减小的方向移动；反之，平衡向气体体积增大的方向移动。
（3）温度：升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。
5.化学平衡在实际应用中的调控方法（1）调整反应物浓度：通过添加或移除反应物，调控化学平衡。
（2）调整压力：对于气体反应，通过改变压力，调控化学平衡。
（3）调整温度：通过加热或冷却，调控化学平衡。
三、教学方法1.讲授法：讲解化学平衡的基本概念、判定条件、化学平衡常数及平衡移动的影响因素。
2.案例分析法：分析实际应用中化学平衡的调控方法，培养学生解决实际问题的能力。
《无机化学》课程教学大纲
《无机化学》课程教学大纲课程代码：PHAR1129课程性质：公共基础课程新大类基础课程授课对象：中药学、药学(普通方向)、生物制药等专业开课学期：第一学期总学时：54学时学分：3学分讲课学时：54学时主讲教师：刘玮指定教材：周为群、朱琴玉主编,《无机及分析化学》（第二版）, 苏州大学出版社, 2016年参考书目1、南京大学无机及分析化学编写组,《无机及分析化学》（第4版）, 高等教育出版社2、张天蓝、姜凤超主编，《无机化学》（第7版），人民卫生出版社3、刘君，张爱平主编，《无机化学》，中国医药科技出版社4、大连理工大学无机化学教研室，无机化学（第5版），高等教育出版社5、武汉大学吉林大学等校编宋天佑等修订，《无机化学》（第三版），高等教育出版社6、张祖德主编，《无机化学》（第2版），中国科学技术大学出版社7、北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室，《无机化学》（第四版），高等教育出版社8、Petrucci R.H.，Harwood W. S.，and Herring F.G.，General Chemistry Principles and ModernApplications，8th Edition9、Housecroft C. E. & A. G. Sharpe, Inorganic Chemistry, 2nd Edition10、Cox P. A.，Inorganic Chemistry, 2nd Edition教学目的：无机化学是药学各专业必修的基础课程之一。
与药剂学、药理学、有机化学、分析化学和药物化学等学科关系密切。
主要介绍基础化学和无机化学的基本概念和基本原理，包括溶液与胶体、化学热力学基础、化学平衡、化学反应速率等基本化学原理，原子结构和分子结构等物质结构基础，以及电解质溶液和酸碱平衡，沉淀-溶解平衡，配位化合物和配位平衡，氧化还原反应和氧化还原平衡。
使学生在掌握基础化学理论基础上，逐步提高分析和解决实际问题的能力，从而为学生后续课程的学习及今后的科研、工作等奠定必要的基础。
化学平衡常数
c (C ) ⋅ c ( D) =K m n c ( A) ⋅ c ( B )
p q
改变浓度,平衡是否移动 改变浓度 平衡是否移动? 平衡是否移动 平衡常数K变吗 变吗? 平衡常数 变吗 改变温度呢? 改变温度呢
知识 应用
一定温度下， 一定温度下，N2+ 3 H2 2NH3反应达平衡
c (NH3) K= 3 c (H2)⋅ c(N2)
c 2 ( HI ) c( H ) ⋅ c ( I ) 2 2
却是大
起始时各物质浓度 平衡时各物质浓度 温度 序 (mol/L ) (mol/L ) (K) 号 H2
I2 HI
0
H2
I2
HI
0.01767
698. 698.6 ① 0.0106 0.01196
② 0.01135 0.00904 4 ③ 0 0
勒夏特列 (Le Chatelier H, 1850-1936) 法国无机化学家 巴黎大学教授. 巴黎大学教授
对于一般的可逆反应: 对于一般的可逆反应: m A （ g ） + n B（ g ） p C（ g） + q D （ g）
当在一定温度下达到平衡时,平衡常数为: 当在一定温度下达到平衡时,平衡常数为:
N2(g)+ 3 H2(g)
2NH3(g) ,△Ｈ= -92.4 kJ/mol △
下表表示压强100MPa时，在不同温度下合成 时 下表表示压强 氨反应达到动态平衡时氨的含量(体积分数 体积分数) 氨反应达到动态平衡到平衡时混合气体中氮气和氢气的体积比 是1：3) ：
N2(g)+ 3 H2(g)
2NH3(g) ,△Ｈ= -92.4 kJ/mol △
化学平衡状态 一定条件下的可逆反应, 一定条件下的可逆反应,当正逆两个 方向的反应速率相等时, 方向的反应速率相等时,反应体系中所 有参加反应的物质的质量或浓度可以 保持恒定. 保持恒定.
无机化学一、二章课后习题参考答案
第一章物质及其变化1、在30℃时，于一个10.0L的容器中，O2,N2和CO2混合气体的总压为93.3kPa。
分析结果得p(O2) =26.7kPa，CO2的含量为5.00g,试求：（1）容器中p(CO2)；（2）容器中p(N2)；（3）O2的摩尔分数。
2、0℃时将同一初压的4.00L N2和 1.00L O2压缩到一个体积为2.00L的真空容器中，混合气体的总压为255.0kPa，试求：（1）两种气体的初压；（2）混合气体中各组分气体的分压；（3）各气体的物质的量。
3、在25℃和103.9kPa下，把1.308g锌与过量稀盐酸作用，可以得到干燥氢气多少升？如果上述氢气在相同条件下于水面上收集，它的体积应为多少升（25℃时水的饱和蒸气压为3.17kPa）?4、1.34gCaC2和H2O发生如下反应：CaC2(s)+2H2O(l)⇋C2H2(g)+Ca(OH)2(s)产生的C2H2气体用排水集气法收集，体积为0.471L。
若此时温度为23℃，大气压为99.0kPa，该反应的产率为多少（已知23℃时水的饱和蒸气压为2.8kPa）？5、在27℃，将电解水所得的H2,O2混合气体干燥后贮于60.0L容器中，混合气体总质量为40.0g，求H2，O2的分压。
6、甲烷（CH4）和丙烷(C3H8)的混合气体在温度T下置于体积为V 的容器内，测得压力为32.0kPa。
该气体在过量O2中燃烧，所有C都变成CO2,使生成的H2O和剩余的O2全部除去后，将CO2收集在体积为V的容器内，在相同温度T时，压力为44.8kPa。
计算在原始气体中C3H8的摩尔分数（假定所有气体均为理想气体）。
7、已知在250℃时PCl5能全部汽化，并部分解离为PCl3和Cl2。
现将2.98g PCl5置于1.00L容器中，在250℃时全部汽化后，测定其总压为113.4kPa。
其中有哪几种气体？它们的分压各是多少？8、今将压力为99.8kPa的H2 150ml，压力为46.6kPa的O2 75.0ml 和压力为33.3kPa的N2 50.0ml,压入250ml的真空瓶内。
化学平衡常数【推荐】
化学平衡常数【推荐】化学平衡常数是化学反应平衡状态的一个量化指标，它反映了反应物与生成物在平衡状态下的浓度关系。
在化学、化工、环境科学等领域，化学平衡常数具有重要的理论意义和实际应用价值。
一、化学平衡常数的定义化学平衡常数（Equilibrium Constant，用符号K表示）是指在给定温度下，化学反应达到平衡状态时，反应物浓度幂之积与生成物浓度幂之积的比值。
数学表达式为：K = \(\frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}\)其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的摩尔浓度，a、b、c、d为反应物和生成物的系数。
二、化学平衡常数表达式1. 气相反应对于气相反应：aA + bB ⇌ cC + dD其平衡常数表达式为：Kp = \(\frac{p_C^c p_D^d}{p_A^a p_B^b}\)其中，p表示气体的分压。
2. 液相反应对于液相反应：aA + bB ⇌ cC + dD其平衡常数表达式为：Kc = \(\frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}\)3. 固相反应对于固相反应，由于固体的浓度视为常数，故平衡常数表达式通常省略固体项。
三、化学平衡常数的影响因素1. 温度化学平衡常数与温度密切相关。
一般来说，随着温度的升高，化学平衡常数会增大或减小，这取决于反应的热力学性质。
根据勒夏特列原理，放热反应的平衡常数随温度升高而减小，吸热反应的平衡常数随温度升高而增大。
2. 压力对于气相反应，压力对平衡常数的影响可以通过勒夏特列原理进行解释。
当压力增加时，系统会向压力减小的方向移动，从而改变平衡常数。
3. 溶剂对于液相反应，溶剂的种类和性质会影响平衡常数。
例如，极性溶剂有利于离子反应的进行，从而增大平衡常数。
四、化学平衡常数的计算方法1. 实验法通过实验测定反应物和生成物的浓度，计算出平衡常数。
实验法可以直接测定平衡常数，但操作较为繁琐，且受到实验条件的限制。
大学无机化学课件化学平衡
浓度
溶液中离子浓度的增加，会使离 子之间的相互碰撞次数增加，从 而提高了沉淀的溶解速率。
同离子效应
当溶液中存在与沉淀组成相似的 离子时，这些离子会与沉淀产生 同离子效应，使沉淀溶解平衡向 溶解方向移动。
沉淀溶解平衡应用
01
02
03
沉淀分离
利用沉淀溶解平衡原理， 可以将溶液中的不同组分 通过沉淀的方式进行分离 。
05
配位平衡
配位反应基本概念
01
配位体
提供配位原子的分子或离子
02
中心原子
接受配位体的原子
03
04
配位键
配位体中的孤电子对与中心原 子形成的共价键
配位数
中心原子与配位体形成的配位 键数目
配位平衡常数计算
01
配位平衡常数表达式：$K_{f} = frac{c(M^{n+})
cdot c(L)}{c(M^{n+}) cdot c(L)}$
材料科学中化学平衡应用
陶瓷材料制备
01
通过控制化学反应平衡，制备具有特定结构和性能的陶瓷材料
。
高分子材料合成
02
利用聚合反应的平衡条件，合成具有特定分子量和分布的高分
子材料。
金属材料制备
03
通过控制冶金反应平衡，制备具有特定成分和组织结构的金属
材料。
生命科学中化学平衡应用
生物分子相互作用
Байду номын сангаас研究生物分子之间的相互作用和平衡，如酶与底物之间的反应平 衡、蛋白质与核酸之间的结合平衡等。
提纯和精制
通过调节溶液的pH、温度 等条件，使沉淀溶解平衡 向溶解方向移动，从而得 到纯净的物质。
工业生产
大学无机化学课件化学平衡
大学无机化学课件化学平衡一、教学内容本节课的教学内容主要来自大学无机化学课件，章节为化学平衡。
化学平衡是指在封闭系统中，正反两个化学反应的速率相等时，系统的各组分浓度保持不变的状态。
具体内容包括：1. 平衡常数的概念及其表达式；2. 平衡常数的计算和应用；3. 影响化学平衡的因素，如温度、压力、浓度等；4. 平衡移动原理及其在实际问题中的应用。
二、教学目标1. 让学生理解化学平衡的概念，掌握平衡常数的表达式和计算方法；2. 使学生了解影响化学平衡的因素，能运用平衡移动原理解决实际问题；3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。
三、教学难点与重点重点：平衡常数的表达式和计算方法，影响化学平衡的因素，平衡移动原理的应用。
难点：平衡常数的计算，平衡移动原理在实际问题中的运用。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔、实验器材。
学具：笔记本、课本、实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入：以一段实际生产过程中的化学平衡问题为例，引导学生思考化学平衡的概念及其重要性。
2. 知识讲解：讲解平衡常数的定义、表达式及计算方法，通过示例让学生理解并掌握。
3. 影响因素分析：讨论温度、压力、浓度等因素对化学平衡的影响，引导学生运用所学知识分析实际问题。
4. 平衡移动原理：讲解平衡移动原理，让学生了解其在实际问题中的应用。
5. 例题讲解：选取典型例题，分析解题思路，引导学生运用平衡常数和平衡移动原理解决问题。
6. 随堂练习：让学生在课堂上完成练习题，巩固所学知识。
7. 实验操作：组织学生进行实验，观察并记录实验现象，培养学生的实验操作能力和观察能力。
六、板书设计1. 平衡常数的表达式2. 影响化学平衡的因素3. 平衡移动原理及应用七、作业设计N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)2. 分析下列实际问题：某工厂生产氨气，反应为 N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)。
在生产过程中，如何调整温度和压力以提高氨气的产量？八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课的教学效果如何？学生对平衡常数、平衡移动原理的理解和掌握程度如何？是否需要针对性地进行辅导？2. 拓展延伸：让学生查阅相关资料，了解化学平衡在实际生产中的应用，如化肥生产、合成橡胶等。
化学平衡常数
CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) K=c(CO2) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)
K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)]
(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关
例如：N2+3H2
2NH3的K1值
K1 = K22
与1/2N2+3/2H2 NH3的K2值不一样
课堂小结：
(1) 平衡是有条件的、动态的。 (2) K不随起始浓度大小而变化。 (3) K与温度有关。 (4) K与方程式写法有关。 (5) K值大小标志反应能达到的最大限度, K值越大，反应物的转化率越大，反应 越完全。
例３：已知反应：
在773K时平衡常数K=9,如果反应开始时 c(H2O)= 0.080mol·L-1,c(CO)=0.020mol·L-1 求CO的转化率。
首先，让我们以氢气和碘蒸气的反应为例，分 析课本29页表中的数据，然后得出结论。
根据表中的数据计算出平衡时
c 2(HI)
c(H2) ·c(I2)
的值，
并分析其中规律。
通过分析实验数据得出：
c 2(HI)
温度不变(保持457.60C)时，c(H2) ·c(I2) 为常数,用 K表示,K = 48.74；
转化c -x -x +x +x
平衡c 1-x 1-x x x
K=
x2
(1-x)(1-x )
=1
c(CO) : c(H2O) = 1:4 时
CO + H2O CO2 + H2
起始c 1 4
00
转化c -x -x +x +x
平衡c 1-x 4-x x x
苏州大学《无机化学》第一章 化学热力学基础
系统
物质 能量
任何学科都有其局限性。热力学只有跟动力学结合 起 NO来+才C能O比之较间完的整反地应解。释许多化学反应。如H2 + O2；
第二节 基本概念
本章讨论的某些概念是学习化学的基础。
1. 系统和环境(System and Surroundings)
System(系统或体系) ——所要研 究的物质。Surroundings（环境 ）—— 除系统外的物质。
In an atomic bomb or nuclear reactor, matter is converted into energy.
Perhaps someday the science fiction of Star Trek will become a reality and converting the human body into energy and back in a transporter will be commonplace.
C O 2 (g )
等离子态plasma state ——电离化的气体ionized gases
超固态Ultra solid state —— 电子和原子核之间no space
中子态Neutron state —— 强烈的挤压下，proton + electron into neutron
m e ltin g
b o ilin g
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才会移动。如改变催化剂的用量、改变总压(对于反应前后 分子数相等的化学反应来说)都不是维持这些化学平衡的条
件；②原理只能解决化学平衡移动的趋势和可能性。 移动需要多长时间才能达到新的平衡，它无能为力。 ③只适用于处于平衡状态的系统，不适用于未达到 平衡状态的系统。此外，原理只能用作定性判断， 不能用作定量计算。
不管在密闭容器还是在大气中，只有温度一定， KΘ就一定，所以设汞蒸气的分压为p(Hg)，得到：
在密闭容器中，氧气的分压为1/2 p(Hg) 在标准压力的空气中，氧气的分压为21%pΘ 分别代入平衡常数的表达式中，同学自己完成
2-2-2 实验/经验平衡常数
由于标准平衡常数也要通过实验获得，所以实验平衡 常数也作个简单介绍。
=
p
Συi
·Jx
Kp (常①数Σ)υ，i =说0时明，总反压应对前平后衡的不气影体响分。子总数不变， Jx =
总平压 衡②， 朝Σ要 逆υ保方i ＞持向0移p时Σ动υ，i ·；反Jx若应=减K后p小的恒总气定压体不，分变…子，总就数要增减大小，Jx的若值增，大
总平压 衡③， 朝要 正Συ保反i ＜持应0方p时Σ向υ，i ·移反Jx动应=；K后p若的恒减气定小体不总分变压子，，总就…数要减增小大，Jx的若值增，大
H2(g) + I2(g) → 2HI(g)
起始浓度
2
2
2
利用反应商就很容易判断出反应的情况：J = 1
平衡浓度
2-x
2-x
2+2x
代入平衡常数表达式中，解一元二次方程，求出x
例题
计算方法相似，只是换成了标准平衡常数和浓度的改变
解：
Fe 2+ + Ag+ → Fe 3+ + Ag
起始浓度
10-1 10-2
2、掌握浓度、分压和总压、温度等因素对化学平 衡的影响
2-1 化学平衡状态
2-1-1 化学平衡(chemical equilibrium)
定义—— 按照热力学的概念，是指系统内发生的化 学反应既没有向正反应方向进行的自发性/推动力，也没 有向逆反应方向进行的自发性/推动力时候的一种状态(
此条件下的ΔG = 0)。
定量判断：一般用反应物的平衡转化率α的大小来表
示：
一般来说， KΘ值越大， α值越大
α= ──n─0(A─)──– ─neq×(1A0)0%
n0(A)
若反应的T、V不变，也可用浓度（溶液）、分压 （气体）代入计算，如：
α= ──C─0─(CA─0)─（-─A─C）e×q(1A0)0%
对于化学反应进行的方向，要看反应的条件，现将影 响化学平衡的因素——浓度c、压力p、温度T、催化剂进 行分别讨论。
反应朝正反应方向进行
主要学会浓度对化学平衡的影响的定量计算，依据 是——平衡常数是温度的函数
例45.题7，：当已所知有反物应质H的2(g浓) +度I2都(g是) →2m2oHl/IL(g时)在，7反63应.8K是时否的达K到c = 平衡？若不平衡，反应朝哪方向进行？平衡时各物质的 浓度各是多少？
解：
例题：已知反应2NO2(g) ≒N2O4(g)在298.15K、100kPa达 到平衡时，求两气体的分压和浓度？此时将混合气体的 体积减小一半，达到平衡时，两气体的分压和浓度又是 多97.少89？kJ已/m知ol在(N229O8.41(g5)K)时。的ΔfGmΘ分别是51.31 (NO2(g) )、
分KΘ反则推应是导Δ相rG时乘m，(除i)Θ由。的于值G的是加状减态，函但数根，据总公反式应，Δ标rG准mΘ平的衡值常是数各
不难得到所求的标准平衡常数为：
x •
4、KΘ的表达式中，分子是生成物的相对压力或相对 浓度，而分母是反应物的相对压力或相对浓度；不能弄错；
其中的pB、cB 一定要代入平衡时的pB、cB值。 例题
4、化学平衡的组成与达到平衡的途径无关，也就是 说，只要系统个各物种的组成相同，不论是从正反应还是 从逆反应开始，最终达到相同的平衡。
例如：溶解平衡、相平衡
化学平衡只适用于封闭系统的可逆反应(reversible
reox反应）可认为是不可逆反应。
可分由别于求p出(N两O气2) +体p的(N分2O压4)和= 浓10度0k。Pa，结合上式和pi = ciRT
第二问，减小一半体积，两气体的分压则增大2倍，也 是总压增大，反应朝正反应方向移动：
起始分压 平衡分压
2NO2(g) 2p(NO2)
2p(NO2) － 2x
≒ N2O4(g) 2p(N2O4)
第一篇 化学热力学与化学动力学基础
(Basis of Chemical Thermodynamics and Kinetics)
第二章 化学平衡常数 第一节 化学平衡状态
第二节 化学平衡常数
本章要求
第三节 影响化学平衡的因素 (浓度c、压力p、温度T)
1、掌握化学平衡常数的概念和计算(反应物的转化 率、反应物和产物的定量关系)
y=
2-3-2 压力对化学平衡的影响
压力对化学平衡的影响分为分压和总压来讨论： (一)分压的影响 浓度由的于影理响想相气似体，状这态里方不程再p重i =述c。iRT， 所以分压的影响与 (二)总压的影响 的平根衡据常分数压中和总压的关系式pi = xip， 代入用分压表示
Kp
=
Пp
υi i
=
p
Συ·Пxi
如 可逆反应： cC(g) + dD(g) → yY(g) + zZ(g)
{c(Y)}y {c(Z)}z
Kc
= ─────── {c(C)}c {c(D)}d
{p(Y)}y {p(Z)}z Kp{=p(─C─)}─c ─{p─(D─)─}d
or
Kc =Пciυi
Kp
=
Пp
υi i
K p = K c(RT )Συ , Συ= (y+x) - (c+d)
能为固11体.33HkgJO/m在o6l，93求K时：分①解反成应O在2相、应Hg温(g度)的下标的准标摩准尔平自衡由常 数；②分别在密闭容器中、在标准压力下的空气中分解， 达到平衡时汞蒸气的分压是否相同。
解说：
HgO(s) → Hg(g) + 1/2 O2(g)
ΔrGmΘ = - RTlnKΘ
11.33×1000 = -8.314 × 693 lnKΘ (J/mol)
2-2 平衡常数 2-2-1 标准平衡常数(standard equilibrium constant ) 当温度一定时，对于一般反应，
a A ( g ) + b B ( a q ) + c C ( s ) x X ( g ) + y Y ( a q ) + z Z ( l )
注意：
[p(X)/p]x [c(Y)/c]y
ΔrGmΘ = - RTlnKΘ ΔrGm = - RTlnKΘ + RTlnJ
前一章已经知ΔrGmΘ 是温度的函数，所以KΘ也是 温度的函数。
3、不同的化学反应式会有不同的KΘ值；但对于同一 反应，这些K1Θ、 K2Θ、 K3Θ、…之间有关系；
例题
1
K2
= (K1
2=
1 K3
多重平衡原理：当几个反应式相加（或相减）得到 另一个反应式时，其标准平衡常数等于几个反应平衡常 数之积（商）。
2-3-1 浓度对化学平衡的影响
浓度对化学平衡的影响的定性判断在高中就很熟悉 了。实际上，从下面的公式也可以得到化学平衡的质量 判据(与ΔG判据本质上是一样的)。
ΔrGm = - RTlnKΘ + RTlnJ = RTlnJ/ KΘ
J > K
反应朝逆反应方向进行
J = K
反应处于平衡状态
J < K
衡常先数求，出NO反2应的的平Δ衡rH压m力Θ，的直计接算套同公前式。可求出308K时的平 通过定量计算，很容易解决高中只能定性描述时的难
题。如体积压缩到一半后达到平衡时，①混合气体的总压 力③还 混是合2气00体K的Pa颜吗色？“②先N深O后2的浅平”衡的浓原度因是增大还是减小？
011.021.52①KmP1o4la/5，L+；4而6③.压4温＜缩度2是0升0正K高向Pa1的；0K放②，热NN反OO2应的2的。平平衡衡浓压度力0由.01496＞.4 →
讨论： △rGmΘ和KΘ 随温度的变化关系 根据ΔrGmΘ = - RTlnKΘ和ΔrGmΘ = ΔrHmΘ － TΔrSmΘ
rHmΘ rSm Θ
1-
+
2-
-
3+ +
4+
-
△rGmΘ和KΘ随温度升高的变化关系 △rGmΘ负值增大，KΘ值减小 △rGmΘ负值减小，KΘ值减小
△rGmΘ负值增大，KΘ值增大 △rGmΘ负值减小，KΘ值增大
总之，在平衡系统中，温度升高，向吸热方向移动； 降低温度，则向放热方向移动。
例衡题 ，： 此时已将知混反合应气2N体O2的(g体) ≒积N减2O小4(一g)半在的29同8K时、温10度0k升Pa高达1到0K平 ，的衡求 Δ常fH此 数m温 为Θ分度6.别7下4是】的8。平2.0衡5常(N数O2和(gN) O)、2的9.1平6k衡J压/m力ol【(N已2O知4(g2)98)；K时平
化学平衡与生活中的“收支平衡(revenue balance)”、 物理学的能量转化的动态平衡不同。
2-1-2 勒沙特列原理(Le Chatelier’s principle)
法国科学家Le Chatelier的介绍
1888年，法国科学家Le Chatelier 总结出：如果改变维 持化学平衡的条件之一（浓度、压力和温度），平衡就向 着减弱这种改变的方向移动。