化学平衡与化学反应速率

2ClBr(g) + I2(g) = 2IBr(g) + Cl2(g)
K
θ 3

K1θ

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K
θ 2
0.45 0.051
0.023
恒温恒容下， 2GeO (g) +W2O6 (g) ⇔ 2 GeWO4 (g) 若反应开始时，GeO 和 W2O6 的分压均为100.0 kPa，平
衡时 GeWO4 (g) 的分压为 98.0 kPa. 求平衡时GeO和W2O6
2. 化学平衡的特点
★ 平衡是动态的 系统各组分无限期保持恒定并不意味着正、逆反应
的终止，只不过朝两个方向进行的速率相等而已。如反 应
CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 平衡时，CaCO3仍在不断分解为CaO和CO2, CaO与CO2仍 在不断形成CaCO3。
★有条件的平衡：
当外界因素改变时，正、逆反应速率发生变化，原 有平衡将受到破坏，直到建立新的动态平衡。
态。 Kθ 值越大，平衡混合物中生成物越多而反应物
越少，反之亦然。
★ 对通式
a A(s) ＋ b B(aq)=c C(aq) ＋ d D(g)
所表示的多相反应而言，KKθθ 的表达式则为
Kθ

{c(C) / c }c { p(D) p }d {c(B) / c }b
▲K θ 是无量纲的量 ▲ K θ 是温度的函数，与浓度、分压无关 ▲ 标准平衡常数表达式必须与化学反应计量式相对应
cC＋dD
Kθ

{p(C) / {p( A) /
pθ}c pθ}a
{p(D) / {p(B) /
pθ}d pθ}b
★ 对于溶液中的反应
Kθ

{c(C) / cθ}c {c(D) / cθ}d {c( A) / cθ}a {c(B) / cθ}b
标准平衡常数 K θ 用以定量表达化学反应的平衡状
的分压以及反应的标准平衡常数。

HI
(g)
K2
[ p(HI ) / p ]
1
1
[ p(H2) / p ]2[ p(I2) / p ]2
2HI (g) H2(g) I2(g)
K3

[ p(H2) / p ][p(I2) / [ p(HI ) / p ]2
p ]
K1

( K2 )2

1 K3
d. 多重平衡规则 如果某反应是由几个反应相加(或减)得到，则该反应
对于气体反应，常用气体的分压代替浓度
H2 (g) I2 (g) 2HI(g) p2(HI)
Kp = ————
p(H2) ·p(I2)
（2）平衡常数的单位：
浓度的单位： mol·L-1
Kc的单位:(mol·L-1) △ n
△n =e+d-a-b
压力的单位： atm, Pa Kp的单位:(atm) △ n 或(Pa) △ n
Kc=
[CrO42-]2·[H+] 2 [Cr2O72-]
c. 同一化学反应，平衡常数关系式因化学方程式的写 法不同而异。
H2 (g) I2 (g) 2HI(g)
K1

[ p(HI ) / p ]2 [ p(H2) / p ][p(I2) /
p ]
1 2
H2
(g)

1 2
I2(g)
（3). 平衡常数的物理意义：
a. K值越大，表明反应进行越完全。
平衡常数值的大小表明反应进行的程度，也叫反应的限度 。
温度 b.平衡常数只随
变化而变化（虽然是浓度表达式），不随变
化途径、反应方向、反应物的初始浓度大小的而改变而改变。
2 标准平衡常数
（1）标准平衡常数的表达式
★ 对于气相反应 a A ＋ b B
的平衡常数等于几个反应平衡常数之乘积(或商)。
e.g.1: 2NO (g) +O2(g) ⇔ N2O4 (g) K
2NO (g) + O2 (g) ⇔ 2NO2 (g) K1
2NO2 (g) ⇔
N2O4 (g) K2
K = K1 K2
e.g.2: C (s) + CO2(g) ⇔ 2CO(g)
K
(2)、书写平衡常数关系式的规则
(a).标准平衡常数表示式中各组分浓度或分压为平衡时 的浓度或分压。
(b).关系式中不包括固体和纯液体物质浓度项(因为它们的 活度为1)，只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
反应：CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
Kp=p(CO2)
Cr2O72-(aq) + H2O(l) 2CrO42-(aq) + 2H+(aq)
C (s) + H2O (g) ⇔ CO (g) + H2 (g) K1
CO (g) +H2O (g) ⇔ CO2 (g) + H2 (g) K2
注意：在 处理多重 平衡关系 中, 所有平 衡常数必 须在同一 个温度。
K = K1/K2
多重平衡规则的用途：应用若干己知反应的平衡常数求得某
个或某些其它反应的平衡常数，而无须逐一通过实验求值。
数。这一关系可以表示为：
Kc

[NO2 ]2 [N 2O4 ]
对任何可逆反应，在一定温度下达到平衡时，产物浓度
系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常
数。这个常数叫做经验平衡常数。用符号Kc表示。
aA +bB
eE + dD
[D]d Ee Kc [A]aBb
Kc 经验平衡常数
已知25℃时反应
（1）2BrCl(g) ⇔ Cl2(g) + Br2(g) 的 K1θ 0.45
（2）I2(g)+Br2(g) ⇔ 2IBr(g) 的
K
θ 2

0.051
计算反应（3）2ClBr(g) + I2(g) ⇔
2IBr(g)+
Cl2(g)的
K
θ 3
Solution
反应（1）+ （2）得：
1) 起始浓度不同，平衡浓度也不同。 2) 起始浓度不同, [NO2 ]2一定。
[N 2O4 ]
3.1.2平衡常数 1、经验平衡常数
N 2O4 (g) 2NO2 (g)
（1）定义： 经实验测定，不管怎样改变反应系统的开始组
[
成，当在一定温度下，达到平衡时，
NO2
]2
这一比值总是常
[N 2O4 ]
3.1 化学平衡和标准平衡常数
3.1.1 平衡状态 3.1.2 平衡常数 3.1.3 平衡移动
3. 1.1 平衡状态 Equilibrium state
1. 什么是平衡状态？就是 ΔG = 0 或者 v正 = v负
化学反应有可逆反应与 不可逆反应之分，但大 多数化学反应都是可逆 的。
正
正 逆 逆