大学化学平衡课件

得：Kp = Kc ( RT) ∆n
∆n 是反应式中生成物和反应物的计量系
数之差。当分压单位为 的取值为8.314KPa 数之差。当分压单位为KPa，浓度单位为 ，浓度单位为mol.dm-3时，R的取值为 的取值为 dm3 mol.-1K-1，除∆n=0以外，KP和KC都是有量纲的，由∆n决定。 以外， 都是有量纲的， 决定。 以外 决定
可逆的化学反应进行到一定程度，达到动态平衡。 CO2 ( g ) + H2 ( g ) Ag+ + Cl － AgCl CO ( g ) + H2O ( g )
化学平衡的特点： 化学平衡的特点： 1，化学平衡是动态平衡(有条件的、暂时的、可移动 的) 2，化学平衡达到的标志(ν正= ν逆，反应物和生成物 浓度不随时间而变)(只有恒温、封闭体系中进行的可 逆反应才能建立平衡) 3，化学平衡具有自发性 4，化学平衡具有可逆性(可通过两个相反的途径达到) 5，化学平衡与体系的热力学性质有关
CO2 H2 0.004 CO 0.006 H2O 0.006 2.3 2.3 2.4 2.1
[CO][H 2O] [CO 2][H 2]
H2O 0 0 0 0.02
0.004
0.0022 0.0122 0.0078 0.0078 0.0041 0.0041 0.0069 0.0059 0.0082 0.0082 0.0118 0.0118
CO2 ( g ) + H2 ( g ) 起始浓度 / mol·dm－ 3
CO2 1 ) 0.01 2 ) 0.01 3 ) 0.01 4) 0 H2 0.01 0.02 0.01 0 CO 0 0 0.001 0.02
1473K
CO ( g ) + H2O ( g ) 平衡浓度 / mol·dm－ 3
对于一般可逆反应
[G ]g [H]h = K ， K 是平衡常数 。 平衡时， a b [A] [B]
K 称为经验平衡常数（或实验平衡常数）。 经验平衡常数（或实验平衡常数） 经验平衡常数 从经验平衡常数 K 的表达式中可以看出，K 的单位是： [ mol · dm - 3 ] ( g + h
)－( a + b)
固相不写入。 固相不写入。
Cr2O72 － ( aq ) + H2O ( l )
[ CrO 4 2 − ] 2 [ H + ] 2 Kc = [ Cr 2 O 7 2 − ]
1、 平衡常数之间的关系：（要熟练掌握） 、 平衡常数之间的关系： 要熟练掌握） N2 + 3 H2 1/2 N2 + 3/2 H2 2 NH3 NH3
§5-2 化学平衡常数
化学反应需要一个单一的参数描述一定温度下平衡体系的状态 一、经验平衡常数 (以质量作用定律为基础或通过实验测量平衡态时各组分的浓度或 分压而求得的平衡常数.) 实验发现：参与反应的物质按一定比例组成反应混合物。平衡时， 各组分的浓度不再改变。 但反应混合物的组成不同时，平衡体系的组成并不相同。 看如下的反应数据：
互逆反应，其平衡常数互为倒数。 互逆反应，其平衡常数互为倒数。 2 NO + O2 2 NO2 2 NO + O2 2 NO2 N2O4 N2O4 (1) (2) (3)
[ NO 2 ] 2 K1 = [ NO ] 2 [ O 2 ] [ N 2O 4] K2 = [ NO 2 ] 2 [ N 2O 4] K3 = [ NO ] 2 [ O 2 ]
[CO][H2O] 尽管平衡组成不同，但 [CO2][H2]
对于化学计量数不全是 1 的反应，如
的值是不变的。
T 2 HI ( g ) —— H2 ( g ) + I2 ( g )
平衡时，
[ H 2 ][ I 2 ] 的值保持一定。 2 [ HI ]
T a A + b B —— g G + h H
( 1 ) + ( 2 ) 得 （3），而 K3 = K1 · K2 。 反应方程式相加 ( 减 )，平衡常数相乘 ( 除 ) 。 ，
2、平衡常数的物理意义 、 ① 平衡常数是温度的函数,与起始浓度无关，与反应历程无关 。 在一定温度下每一个反应都有它的特征平衡常数，改变条件， 达到新平衡时，T不变，K不变。 ②KP或KC的表达式只适合已达平衡的体系(浓度或分压一定是平 衡时的) K值的大小是反应进行程度的标志，K值越大，正向反 应进行的程度越大(或进行得越彻底)，K值越小，正向反应进行 的程度越小。(典型的可逆反应10-7<K<107) 注意： 值的大小不表示反应的快慢，不能预示时间； 注意：K值的大小不表示反应的快慢，不能预示时间；由K判 断不能进行的反应，并不是该反应不能发生， 断不能进行的反应，并不是该反应不能发生，改变条件时可能 进行完全。 进行完全。 3、平衡常数的求得 、 ① 实验测定 ② 由∆rGθ计算
[ NH 3 ] 2 Kc " = [ N 2 ][ H 2 ]3 [ NH 3 ] Kc ' = [ N 2 ]1 / 2 [ H 2 ]3 / 2
Kc′ ′ = ( Kc′ ) 2 ， 计量数扩大 2 倍， K 乘 2 次方。 次方。 正反应 a A 逆反应 b B bB aA
[ B] b K' = [ A ]a [ A ]a K" = [ B] b , K' = 1 K"
即为浓度的某次幂。 当 ( g + h ) = ( a + b ) 时， K 无单位。
气相反应，
T a A( g ) + b B ( g ) —— g G ( g ) + h H ( g )
平衡时，
[p G ] [p H ] = Kp a b [p A ] [p B ]
g有 Kp ，表达的是同一平衡态，但 数值可以不同。 Kc 和 Kp 之间可以相互换算，相关的式子有： pV = nRT p = ( n / V ) RT p = cRT c 为浓度
第五章 化学平衡
§5-1 化学反应的可逆性和化学平衡
可逆反应：在一定条件下，即能向正反应方向又能向逆反应方 可逆反应： 向进行的反应称可逆反应。 如CO + H2O = CO2 + H2 （体系中同时存在反应物和生成物，反应不能进行到底。） 不可逆反应： 不可逆反应：逆反应倾向很弱或来不及达到逆反应发生的浓度 反应物已耗尽。（如KClO3 → KCl + O2 ）
在书写 Kc 或 Kp 表达式时，只写浓度或分压可变的溶液相和 气相，纯固态和纯液态物质，不写入。 如 CaCO3 ( s ) Kp = p CO 2 CaO ( s ) + CO2 ( g ) 2 CrO4 2 － ( aq ) + 2 H+ ( aq ) H2O 为液相，不写入。 为液相，不写入。