第四章：化学平衡《无机化学》

D：2×10-2
课堂习题
已知： Mg ( OH ) 2 = Mg
+
2+
+ 2 OH −的 K sp = 5 . 61 × 10 − 12
（Ⅰ） （Ⅱ）
NH 3 ⋅ H 2O = NH 4 + OH −的K b = 1.76 × 10 −5
请理论上预测下列反应的趋势：
Mg ( OH ) 2 + 2 NH 4 = Mg 2 + + 2 NH 3 ⋅ H 2 O
(1)
规律吗? 规律吗?
SO2(g)＋1/2 2(g) (2) ＋1/2O
K1 =
θ
1 K2
θ 2
课堂习题
１、某温度下，反应SO2 + 1/2 O2 = SO3的平衡常数K θ=50；在同 一温度下，反应2SO3 = 2SO2 + O2的平衡常数K θ =（ A： 2500 B：4×10-4 C：100 ）
正逆反应速率变化示意图
反 应 速 率
Ｖ正 化学平衡 化学平衡建立的条件： 化学平衡建立的条件： 正逆反应速率相等
Ｖ逆
正逆反应速率变化示意图
时间T
化学平衡状态具有以下几个重要特点
＆化学平衡建立的条件: 正向反应和逆向反应的反应速率相等。 ＆化学建立平衡的标志: 反应物和生成物的浓度不随时间改变。 ＆化学平衡是相对的和有条件的动态平衡。
一、浓度对化学平衡的影响
在平衡体系中，如果其它条件不变，增大（或减小）其中某物质的浓度， 平衡就向减小（或增大）该物质浓度的方向移动。 平衡移动 原理
Qc＜ Kθ Qc = Kθ Qc ＞Kθ
正反应自发进行 反应处于平衡状态 逆反应自发进行
二、压力对化学平衡的影响
由于压力对固体和液体体积的影响极小，所以压力改变对固体和液体 反应的平衡体系几乎没有影响。对于有气体参加的反应，压力改变可能使 平衡发生移动。
(提示：A：可逆反应 B：恒温 C：密闭条件） 提示： ： 提示 ： ：密闭条件）
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，直至 在新条件下又建立起新的化学平衡。
•第一节： 胺 类 第一节： 第一节 第二节：标准平衡常数及其计算
一、标准平衡常数
１、稀溶液中反应的标准平衡常数:
ｄＤ(aq) ＋eE (aq) = ｇＧ(aq) + hH (aq)
ｄＤ(ｇ) ＋eE (ｇ) = ｇＧ(ｇ) + hH (g)
平衡分压之间存在如下定量关系：
Kp
θ
( pG / pθ ) g ( pH / pθ ) h = ( p D / pθ ) d ( p E / p θ ) e
一、标准平衡常数
３、非均相反应的标准平衡常数 对非均相可逆反应： 对非均相可逆反应：
∑ν ∑ν
B B
B B
＜0 ＞0
Qc ＜Kθ Qc＞Kθ
平衡向正反应方向 平衡向逆反应方向
三、温度对化学平衡的影响 模 拟 实 验： FeCl3 + H2O Fe(OH)3 + 3HCl
把淡黄色的三氯化铁溶液分别加入到冷水和热水中,观察现象。
FeCl3
升温有利于 水解反应
加热促进水解进行 形成Fe(OH)3溶胶
三、温度对化学平衡的影响
浓度和压力对化学平衡的影响是通过改变体系的反应商Qc，使之 不再等于Kθ来实现的。这时Kθ不变。 温度的影响则不同，它是通过改变Kθ,导致平衡发生移动的。
三、温度对化学平衡的影响 讨 论
对某个可逆反应来说，我们做如下改变：从T 1状态 → T 2状态
T 1状态
T 2状态
状态一：Ｔ1 → K1
已知 : HF = H + + F −的K ϑ a = 3.53 ×10 −4 、CaF2 = Ca 2+ + 2 F −的K ϑ sp = 3.45 × 10 −11 提示 : 总反应方程为CaF2 + 2 H + = Ca 2 + + 2 HF
第三节: 化学平衡的移动
浓度、压力、 浓度、压力、 温度对平衡的 影响
第一节 ： 化学反应的可逆性和化学平衡 第二节：标准平衡常数及其计算 第二节： 第三节： 第三节： 化学平衡的移动
前
言
化学反应涉及两个基本问题：
1、在指定条件下反应进行的方向和限度……化学热力学。 2、反应进行速率和具体步骤(反应机理)……化学动力学。 反应进行的限度：即在指定条件下(如温度、压力、浓度等)有多少反应 物可以最大限度地转化成产物.
•第一节： 胺 类 第一节： 第一节 第一节:化学反应的可逆性和化学平衡
一、化学反应的可逆性
在同一条件下，某一反应既能向正反应方向又能向逆反应方向进行，这便叫 做反应的可逆性。几乎所有的化学反应都具有可逆性，即为可逆反应(reversiblele —action)，
例如:在高温时，一氧化碳与水蒸气作用生成二氧化碳和氢气：
在一定温度下达到化学平衡时，各物质的浓度不再随时间而变,这时 的浓度称为平衡浓度。它们之间存在如下定量关系：
Kc
θ
([G ] / C θ ) g ([ H ] / C θ ) h = ([ D] / C θ ) d ([ E ] / C θ ) e
一、标准平衡常数
２、气体混合物反应的标准平衡常数
对气体混合物中的可逆反应： 对气体混合物中的可逆反应：
eE (g) + fＦ(g) dD (g) + hH(g)
Κp
θ
( p D / pθ ) d ⋅ ( p H / pθ ) h = ( p E / pθ ) e ( PF / Pθ ) f
只改变体系的总压力使之为原来的m倍时：
Qc = (mpD / pθ )d ⋅ (mpH / pθ )h (mpE / pθ )e (mPF / Pθ )f
(2)
从反应式看（1）+（2）=（3）而且：
θ θ K1 × K 2 =
( PNO2 / Pθ ) 2 ( PNO / P ) ⋅ ( PO2 / P )
2
θ
θ
×
( P N 2O 4 / P ( P NO
2
θ
)
2
/ P
θ
)
=K3θ
多重平衡原理
书写标准平衡常数表达式时应注意以下几点： 书写标准平衡常数表达式时应注意以下几点： 多重平衡原理：
解：∵（Ⅲ）=（Ⅰ）+（Ⅱ）×（-2）
+
（Ⅲ）
Kc =
K sp Kb
2
5.61×10 −12 = = 1.81× 10 −2 (1.76 × 10 −5 ) 2
因此Mg(OH)2在氯化铵溶液中的溶解趋势不大,实际工作中,应该用大浓度的 氯化铵溶液。
课堂疑问
３、试估算难溶电解质CaF2在HCl溶液中的溶解趋势大小。
在一定温度下达到平衡时，其标准平衡常数的表达式为：
Kθ =
(PCO2 / Pθ ) ([Ca2+ ] / Cθ ) ([H + ] / Cθ )2
书写标准平衡常数表达式时应注意以下几点：
1、有纯固体、纯液体参加反应的体系:
固体物质、纯液体或稀溶液中的溶剂，其浓度不随反应而变化， 所以可将它们的浓度视为1。
总之，升高温度，有利于吸热反应， 平衡向吸热反应方向移动；降低温度， 有利于放热反应，平衡向放热反应方向 移动。
温度对化学平衡影响的实验
三、温度对化学平衡的影响
2NO2(g)
(红棕色)
N2O4(g)
(无 色)
∆rHθ= - 57.19kJ.mol-1
化学平衡移动的规律
法国的化学家吕•查德里（Le Chatelier）在1887年从以上这些结论中，总结 出一条著名规律： 假如改变平衡系统的条件之一，如温度、压力、浓度等，平衡就向 能减弱这个改变的方向移动。这个规律叫做吕•查德里原理，也叫做平衡 移动原理。
状态二：Ｔ2→ K2
请问：我们最后作为评判标准的化学平衡常数是K1还是K2？
三、温度对化学平衡的影响
1、若正反应是吸热反应，∆rH θ则为正值: A： 升高温度：T2— T1 ＞0，K2θ ＞ K1θ 使Kθ值增大，向正反应方向 ： B：降低温度：T2— T1 ＜ 0，K2θ ＜ K1θ ： ： 2、若反应是放热反应，∆rH θ则为负值: 略…（同学们自己推导一下结论，总结一下温度对化学平衡的综合影响） 使Kθ值减小，向逆反应方向
（1）+（2）=（3） ） （ ） （ ）
多重平衡 原理
K3 = K1 · K2 K3 = K1 / K2 K2 = K1
m
（1）－（2）=（3） ） ） （ ）
（2）=（1）×m ） ）
3、不同写法的同一反应标准平衡常数间的关系 你能总结
2SO2(g)＋O2(g) ＋ SO3(g)
2SO3(g)
课堂习题
选择题
3、反应A+B A:对反应没有影响 C:不改变反应速率 C+D 为放热反应，若温度升高10℃，将（ ） B:使平衡常数增大一倍 D:使平衡常数减小
4、可逆反应2NO（g） = N2（g）+O2（g） △rH θ= -173.4 kJ·mol-1。对此 反应的逆反应来说，下列说法正确的是（ ） A:K θ与温度无关 B:当温度升高时，K θ增大 C:温度升高，K θ减小 D:增大NO的分压，K θ将改变
（氧化还原反应）
•第一节： 胺 第一节： 第一节
二、化 学 平 衡
类
苯胺
CO(g) + H2O(g)
经过一定时间，正反应速率和逆 反应速率相等了，CO2、H2、H2O、 CO四种气体的浓度不再随时间改变， 这时建立了化学平衡。