第14章化学平衡体系热力学61页PPT
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《化学平衡》演示课件-PPT【人教版】
②气体的密度不随时间改变而改变。 (适用于容器体积改变或气体质量变化的反应)
③气体的颜色不随时间改变而改变。 (适用于有色物质参与的反应) ④……………
《 化 学 平 衡 》演示 课件-P PT【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
《 化 学 平 衡 》演示 课件-P PT【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
物质的量分数 体积分数 质量
保持不变
《 化 学 平 衡 》演示 课件-P PT【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
《 化 学 平 衡 》演示 课件-P PT【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
➢间接标志：
①混合气体的总压强、平均相对分子质量、总物质 的量不随时间的改变而改变。
(适用于反应前后气体计量数不等的反应)
B.V正反应＝ V逆反应，反应并未停止。
根据上述过程，分别画出可逆反应中浓度（C） 《化学平衡》演示课件-PPT【人教版】优秀课件（实用教材） 和速率（V）随时间的变化图像：
浓 度
V
SO3
V(正)
化学平衡状态 V(正) =V(逆)
t0
浓度－t(时间）图像
SO2
V(逆)
t
O2 t
t0
对应化学平衡建立: V(速率）－t(时间）图像
《 化 学 平 衡 》演示 课件-P PT【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
2.化学平衡状态的特征：
①逆： 可逆反应 ②等： 正反应速率=逆反应速率
③动： 动态平衡（ υ正 = υ逆 ≠0 ）
④定： 反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组 分的含量保持一定
⑤变： 条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下 建立新的平衡
《 化 学 平 衡 》演示 课件-P PT【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
③气体的颜色不随时间改变而改变。 (适用于有色物质参与的反应) ④……………
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物质的量分数 体积分数 质量
保持不变
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➢间接标志：
①混合气体的总压强、平均相对分子质量、总物质 的量不随时间的改变而改变。
(适用于反应前后气体计量数不等的反应)
B.V正反应＝ V逆反应，反应并未停止。
根据上述过程，分别画出可逆反应中浓度（C） 《化学平衡》演示课件-PPT【人教版】优秀课件（实用教材） 和速率（V）随时间的变化图像：
浓 度
V
SO3
V(正)
化学平衡状态 V(正) =V(逆)
t0
浓度－t(时间）图像
SO2
V(逆)
t
O2 t
t0
对应化学平衡建立: V(速率）－t(时间）图像
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2.化学平衡状态的特征：
①逆： 可逆反应 ②等： 正反应速率=逆反应速率
③动： 动态平衡（ υ正 = υ逆 ≠0 ）
④定： 反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组 分的含量保持一定
⑤变： 条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下 建立新的平衡
《 化 学 平 衡 》演示 课件-P PT【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
关于化学平衡经典课件
化学反应不能完全进行到底，必然存在反应限 度，这个限度是如何产生的呢？
2020/12/30
一、化学平衡的建立过程
N2 + 3H2
起： 1mol 3mol
2NH3
（1）反应开始，v正、v逆的值如何？
（2）这一瞬间导致反应物和生成物的浓度如何变化？ 对下一刻的速率带来什么样的影响？
（3）随反应的进行，反应物和生成物的浓度如何变？ 正、逆反应速率如何变？
2020/12/30
三、平衡移动
1、化学平衡状态的移动 (1)图示
v正= v逆
条件 改变
化学平衡1
一定时
v正≠ v逆 间后
v’正= v ’逆
平衡破坏
化学平衡2
破坏旧平衡
建立新平衡
平衡移动
2020/12/30
三、平衡移动
1、化学平衡状态的移动 (2)定义 通过改变反应条件，而使平衡状态发生变化的现象， 叫化学平衡状态的移动，简称平衡移动。
例1.对于可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)，
在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应，下列说
法正确的是（ ）
A. H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比 为2∶1
√B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差
C. 正、逆反应速率的比值是恒定的
√D.达平衡时，正、逆反应速率相等
2020/12/30
2020/12/30
【复习】可逆反应
1.定义：在相同条件下，既能向正反应方向进行， 同时，又能向逆反应方向进行的化学反应，叫做可 逆反应。
2.常见的可逆反应： N2 + H2；NH3+H2O；SO2+H2O； SO2 + O2； Cl2+H2O；H2 + I2;酯化
2020/12/30
一、化学平衡的建立过程
N2 + 3H2
起： 1mol 3mol
2NH3
（1）反应开始，v正、v逆的值如何？
（2）这一瞬间导致反应物和生成物的浓度如何变化？ 对下一刻的速率带来什么样的影响？
（3）随反应的进行，反应物和生成物的浓度如何变？ 正、逆反应速率如何变？
2020/12/30
三、平衡移动
1、化学平衡状态的移动 (1)图示
v正= v逆
条件 改变
化学平衡1
一定时
v正≠ v逆 间后
v’正= v ’逆
平衡破坏
化学平衡2
破坏旧平衡
建立新平衡
平衡移动
2020/12/30
三、平衡移动
1、化学平衡状态的移动 (2)定义 通过改变反应条件，而使平衡状态发生变化的现象， 叫化学平衡状态的移动，简称平衡移动。
例1.对于可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)，
在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应，下列说
法正确的是（ ）
A. H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比 为2∶1
√B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差
C. 正、逆反应速率的比值是恒定的
√D.达平衡时，正、逆反应速率相等
2020/12/30
2020/12/30
【复习】可逆反应
1.定义：在相同条件下，既能向正反应方向进行， 同时，又能向逆反应方向进行的化学反应，叫做可 逆反应。
2.常见的可逆反应： N2 + H2；NH3+H2O；SO2+H2O； SO2 + O2； Cl2+H2O；H2 + I2;酯化
第3节 化学平衡PPT课件
开始时c(CO) 、c(H2O)最大，c(CO2) 、c(H2)=0
c(CO) 、c(H2O)逐渐减小 c(CO2) 、c(H2)逐渐增大
进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速 率和逆反应速率的大小不再变化
2021/2/23
化学平衡
3
二、化学平衡状态
1.定义：在一定条件下的可逆反应里，正反 应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各 组分的浓度保持不变的状态。
2021/2/23
化学平衡
14
三、影响化学平衡移动的条件
1、化学平衡移动：化学反应体系的平衡状态通 过改变反应条件而发生的变化，简称平衡移动。
研究对象：已建立平衡状态的体系
2、实质：正、逆反应速率变化程度不同， 导致 v正 ≠ v逆
3、影响化学平衡的因素
2021/2/23
化学平衡
15
（1）浓度
【实验2-6】
(2)t1以后：v(正)=v(逆) （处于平衡状态）
2021/2/23
化学平衡
feature
5
2. 化学平衡状态的特征
（1）逆：在可逆反应中 （2）等：v（正）= v（逆）（同一物质） （3）定：各组分的浓度保持不变，含量一定 （4）动：动态平衡（正逆反应仍在进行） （5）变：条件改变，原平衡破坏，在新的条
在恒温下已达到平衡状态的是（ C ）
A.反应容器的压强不随时间而变化
B. A气体和B气体的生成速率相等
C. A、B、C三种气体的生成速率相等
D. 反应混合气体的密度不随时间而变化
2021/2/23
化学平衡
2. 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)
达到平衡的标志是（ AC ）
工程热力学幻灯片(绪、1、2章)(上课)
B
Pg
H
压力的测量示意图
环境压力与标准大气压：环境压力指压力 表所处环境的压力(当地大气压力)
标准大气压 1atm=760mmHg 注意：当地大气压随时间、地点变化。一般认 36 为等于标准大气压（当h变化不大）。
3、比容和密度
pg
p
正压 大气压力B
都是描述系统内 工质稀密程度的宏观 物理量
H
B
处于平衡状态的系统有一种保持平衡 的趋势；对于不平衡的系统有一种达到平 衡的趋势。
41
平衡与稳定
稳定：参数不随时间变化
铜棒：稳定但存在不平衡势差，它的稳 定是靠外界影响来维持的。去掉外界影 响，则状态变化，直 到温度均匀为止 稳定不一定平衡
绝热，不受外界温度影响
但平衡一定稳定
42
平衡与均匀
平衡：时间上
24
例如：
m W 4 Q 2
1 开口系 1+2 闭口系 1+2+3 绝热闭口系 1+2+3+4 孤立系
1
3
非孤立系＋相关外界 25 ＝孤立系
四、系统的内部状况（热力系统其它 分类方式）
均匀系
物理化学性质 非均匀系
单元系 其它分类方式 工质种类
多元系
单相
相态
多相
26
1、均匀系与非均匀系：系统内各部分的 化学成分和物理性质都均匀一致的系统， 称为均匀系。 2、单相系与复相系：由单一物相组成的 系统称为单相系。 3、单元系与多元系：由一种均匀的和化 学成分保持不变的物质组成的系统称为单 元系。（空气常可看作纯物质，属单元系 ）
凝 汽 器
给水泵
只交换功 既交换功 也交换热
《化学平衡》优质ppt人教
第三节 化学平衡
回顾：什么是可逆反应？
在同一条件下,既能向正反应方向进行, 同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆 反应.
回顾：什么是可逆反应？
在同一条件下,既能向正反应方向进行,
同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆
反应.
NH3＋H2O
NH3·H2O
NH4＋＋OH－
回顾：什么是可逆反应？
I. 混合气体平均相对分子质量保持不变
J. SO3的体积百分含量不随时间变化
思考：在一定温度下，在一恒容密闭容器中，进行下
列可逆反应： 2SO2 + O2
2SO3(g),
下列能说明反应已达平衡的事实是（ DFGIJ ）
A. 容器内SO2、O2、SO3三种气体共存 B. SO2和SO3物质的量浓度相等 C. 容器中SO2、O2、SO3物质的量之比为 D. 容器内压强保持不变
A. Z＝0.5 mol/L C. Z＝0.4 mol/L
B. Y2＝0.5 mol/L D. X2＝0.2mol/L
2. 在密闭容器中进行X2(g)＋3Y2(g)
2Z(g)
的反应，其中X2、Y2、Z的起始浓度依次为
0.1mol/L,0.3mol/L,0.2mol/L, 当反应达到
平衡时，各物质的浓度有可能是
2:1:2
E. SO2的消耗速率等于SO3的生成速率 F. SO2的消耗速率：O2生成速率＝2:1 G. SO2的消耗速率＝SO3的消耗速率 H. 混合气体的密度保持不变
I. 混合气体平均相对分子质量保持不变
J. SO3的体积百分含量不随时间变化
三、可逆反应达到化学平衡状态的标志
三、可逆反应达到化学平衡状态的标志 (1)直接标志：
在同一条件下,既能向正反应方向进行,
回顾：什么是可逆反应？
在同一条件下,既能向正反应方向进行, 同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆 反应.
回顾：什么是可逆反应？
在同一条件下,既能向正反应方向进行,
同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆
反应.
NH3＋H2O
NH3·H2O
NH4＋＋OH－
回顾：什么是可逆反应？
I. 混合气体平均相对分子质量保持不变
J. SO3的体积百分含量不随时间变化
思考：在一定温度下，在一恒容密闭容器中，进行下
列可逆反应： 2SO2 + O2
2SO3(g),
下列能说明反应已达平衡的事实是（ DFGIJ ）
A. 容器内SO2、O2、SO3三种气体共存 B. SO2和SO3物质的量浓度相等 C. 容器中SO2、O2、SO3物质的量之比为 D. 容器内压强保持不变
A. Z＝0.5 mol/L C. Z＝0.4 mol/L
B. Y2＝0.5 mol/L D. X2＝0.2mol/L
2. 在密闭容器中进行X2(g)＋3Y2(g)
2Z(g)
的反应，其中X2、Y2、Z的起始浓度依次为
0.1mol/L,0.3mol/L,0.2mol/L, 当反应达到
平衡时，各物质的浓度有可能是
2:1:2
E. SO2的消耗速率等于SO3的生成速率 F. SO2的消耗速率：O2生成速率＝2:1 G. SO2的消耗速率＝SO3的消耗速率 H. 混合气体的密度保持不变
I. 混合气体平均相对分子质量保持不变
J. SO3的体积百分含量不随时间变化
三、可逆反应达到化学平衡状态的标志
三、可逆反应达到化学平衡状态的标志 (1)直接标志：
在同一条件下,既能向正反应方向进行,
化学人教版(2019)必修第二册6.2.3化学平衡状态(共33张ppt)
任 务 02
2.1 化学平衡的建立
高温高压
N2 + 3H2 催化剂 2NH3
反应刚开始时：
速
率 v
v正
v逆
0
反应过程中：
v正 = v逆
化学平衡状态
t1
时间t
反应物浓度—最—大——，正反应速率—最—大—— ， 反应物浓度—逐—渐—减——小—，正反应速率—逐—渐—减——小，
生成物浓度为—0——，逆反应速率为—0—。 生成物浓度—逐—渐—增——大—，逆反应速率—逐—渐—增— 大
2.建立个性与共性、对立与统一的科学辩证观。
教学引入：高炉炼铁尾气之谜
教学引入：高炉炼铁尾气之谜
增加炼铁高炉的高度，不能改变高
炉尾气中CO的比例，原因是：
C+CO2
2CO是一个可逆反应，不
能完全进行，存在一定的反应限度。在
高炉中Fe2O3与CO的反应也不能全部转 化为Fe和CO2。
任 务 01
×100%
课堂检测
2.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：
高温高压
N2 + 3H2 催化剂 2NH3
673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。
下列叙述中正确的是( B )
A.c点处正反应速率和逆反应速率相等 B.a点的正反应速率比b点的大 C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同 D.在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
课堂检测
3.一定条件下，对于可逆反应
N2 + 3H2
高温高压 催化剂
2NH3
，表示正、逆
反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态
《化学平衡状态》课件
总结词
详细描述
反应速率受温度、浓度、压力和催化剂等 因素影响。
温度越高，反应速率越快；浓度越高，反 应速率越快；压力越大，反应速率越快； 适当使用催化剂可以加快反应速率。
化学反应的方向
总结词
反应方向决定了化学平衡的移 动方向。
详细描述
根据勒夏特列原理，如果改变 影响平衡的条件，平衡就会向 着减弱这种改变的方向移动。
在制药工业中，化学平衡状态对于药物的合成和分离过程至关重要，通过调节平衡 条件可以获得高纯度的药物。
环境保护中的应用
化学平衡状态在环境保护中也有着重 要的应用，例如在大气污染控制中， 通过化学反应原理来降低大气中的污 染物浓度。
在土壤污染修复中，通过调节土壤中 的化学平衡来降低重金属等有害物质 的活性，从而减少对生态环境的危害 。
用率。
促进环境保护
通过研究化学平衡状态，可以减少 有害物质的排放，促进环境保护。
推动科学研究
化学平衡状态是化学反应动力学和 热力学研究的重要内容，有助于深 入了解化学反应的本质和规律。
02
化学平衡状态的建立
化学反应的速率
总结词
详细描述
反应速率是化学平衡状态建立的关键因素 。
化学反应速率决定了反应进行的快慢，对 于可逆反应，正逆反应速率相等是平衡状 态的特征之一。
《化学平衡状态》ppt课件
目录
• 化学平衡状态的定义 • 化学平衡状态的建立 • 化学平衡状态的移动 • 化学平衡状态的应用 • 化学平衡状态的实验验证
01
化学平衡状态的定义
什么是化学平衡状态
01
化学平衡状态是指在一定条件下 ，可逆反应进行到正、逆反应速 率相等且不再改变的状态。
02
化学平衡ppt课件
反应物和生成物的浓度呢？
编辑版pppt
3
可用下图定性形象表示：
反 应
速 V正
率
V逆 0
浓 度
2
V正 = V逆≠0
1
时间
0
C(SO3)
C(SO2) C(O2) 时间
反应速率— 时间图
浓度— 时间图
从反应开始至平衡前：
v正 始终大于v逆，随反应进行，
二者差距逐渐减小，最终
v正 = v逆 ≠0
反应物浓度逐渐减小，生成物 浓度逐渐增大，最终二者浓度 均不再变化（而非相等）。
② X、Y、Z的浓度不再发生变化
③ 容器中的压强不再发生变化
④ 单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
编辑版pppt
6
（三）化学平衡状态的判断标准
1、本质： V正 = V逆
2、现象：浓度保持不变
mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q
编辑版pppt
10
练习1、 在一定温度下，能说明反应
A2(g)+B2(g) 2AB(g)
已达到平衡的是 （ C ）A.单 位时 间n内 moA 生 l2,同 成时生 nm成 oAl B B.容器内总压不 变随 化时间的
C.单位时间 2nm生o的 成 lAB ，同时nm 生o的 成 lB2 D.单位时间 nm生 o的 lA成 2，同时nm 生o的 成 lB2
2、 在一定温度下，能说明反应A(g) +3B(g) 已达到平衡的是 （ AB）
2C(g)
A.C的生成速C率 的与 分解速率相等
B. A、B、C的浓度不再发生变化
编辑版pppt
3
可用下图定性形象表示：
反 应
速 V正
率
V逆 0
浓 度
2
V正 = V逆≠0
1
时间
0
C(SO3)
C(SO2) C(O2) 时间
反应速率— 时间图
浓度— 时间图
从反应开始至平衡前：
v正 始终大于v逆，随反应进行，
二者差距逐渐减小，最终
v正 = v逆 ≠0
反应物浓度逐渐减小，生成物 浓度逐渐增大，最终二者浓度 均不再变化（而非相等）。
② X、Y、Z的浓度不再发生变化
③ 容器中的压强不再发生变化
④ 单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
编辑版pppt
6
（三）化学平衡状态的判断标准
1、本质： V正 = V逆
2、现象：浓度保持不变
mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q
编辑版pppt
10
练习1、 在一定温度下，能说明反应
A2(g)+B2(g) 2AB(g)
已达到平衡的是 （ C ）A.单 位时 间n内 moA 生 l2,同 成时生 nm成 oAl B B.容器内总压不 变随 化时间的
C.单位时间 2nm生o的 成 lAB ，同时nm 生o的 成 lB2 D.单位时间 nm生 o的 lA成 2，同时nm 生o的 成 lB2
2、 在一定温度下，能说明反应A(g) +3B(g) 已达到平衡的是 （ AB）
2C(g)
A.C的生成速C率 的与 分解速率相等
B. A、B、C的浓度不再发生变化
化学平衡状态PPT课件演示文稿
平衡
正、 在单位时间内消耗了mmolA的同 平衡
逆反 时生成了mmolA
应速 率关 系
在单位时间内消耗了nmolB的同 时消耗了pmolC
在单位时间内生成了nmolB的同 时消耗了qmolD（均指ひ逆 ）
平衡
不一定
ひ(A) ׃ひ(B) ׃ひ(C) ׃ひ(D) = m ׃n 不一定 ׃p ׃q，ひ正不一定等于ひ逆
总结.化学平衡状态的标志:（难点）
• Ⅰ .直接标志： {任何情况均适用}
• （1）等——同一种物质ひ正（B）=ひ逆（B）
• （2）反应混合物中反应物和生成物各组分的浓度
或其百分含量保持不变
• 注意陷阱： 非标志
• （1）同一反应中不同的物质的速率之比等于方程式
中各物质的计量数之比。
（错）
• （2）若反应前后总质量一直不变，则化学反应达到
了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉，以增
加CO和Fe2O3的接触时间。可后来发现，用这个
高炉炼铁，排出的高炉气中CO的含量并未减少。
这是为什么呢？
第三页，共25页。
一、 可逆反应
1、定义
在同一条件下既可向正反应方向进行
又可向逆反应方向进行的反应。
如：
2SO2 + O2
催化剂 2SO3
Cl2 + H2O
D． N2、H2、NH3的物质的量浓度保持不变。
CD是含量范畴
E．容器中气体的密度保持不变。
EFG是P、ρ、M范畴
F．混合气体的平均摩尔质量保持不变。
G．容器中气体的总压强保持不变。
H. 断裂3molH-H键的同时形成2molN-H键.
I. 3V正(H2)=2V逆(NH3) 21
《化学平衡》完美ppt人教
其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：
t/ºC 700 800 830 1000 1200
k 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
(1)k的表达式为：
K=
C(H2O). C(CO) C(H2). C(CO2)
(2)该反应为 吸热 反应（“吸热”或“放热”）
课后作业:
在2L的容器中充入 △
CO(g)+H2O(g)
第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 化学平衡
第2课时 影响化学平衡状态的因素
回忆
1、影响反应速率的因素有哪些？ 主要有6点：浓度、温度、压强、催化剂、
增大接触面积、形成原电池等。 2、改变以上因素化学平衡状态都会移动吗？
3、影响化学平衡状态的因素有哪些？
二、影响化学平衡的因素 （一）化学平衡的移动 归纳：化学平衡的研究对象是可——逆—反——应—，化学平衡是有 条件限制的—动——态—平衡，只有在—条—件——一—定———时才能保持 平衡。
因素
增大反应物浓度
Fe（SCN）3
减小反应物浓度
步 骤 滴加4滴饱和FeCl3溶液
滴加3~5滴NaOH溶液
现象
血红色加深
产生红褐色沉淀，血红色变浅
平衡移 动方向
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
v正首先
速率变 化
v逆随后 且v'正
增大 增大 ＞ v'逆
v正首先 v逆随后 且v '逆
减小 减小 ＞ v'正
一、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，这个常数就是该反应
的化学平衡常数，简称平衡常数。 符号：K
化学平衡PPT演示课件
普通化学
第四章 化学平衡
§4.1 标准平衡常数 §4.2 多重平衡规则 §4.3 化学平衡的移动
1
§4.1 标准平衡常数
4.1.1 可逆反应与化学平衡状态 (1) 什么是可逆反应？
在一定条件下，既可按反应方程式从左向右进 行，又可以从右向左进行的反应称为可逆反应。
高温下：
正反应
CO (g) + H2O (g) = CO2 (g) + H2 (g) 逆反应
2.5kPa
100L
Q
p
2
(
p4 (NO2 ) N2O) p3(O2
)
1 p
45
2.54 2.52 2.53
1 100
1
40
∵Q>Kθ ∴反应逆向进行
22
§4.2 多重平衡规则
1.定义：系统的一些物质，同时参与了多个平衡，
而且这些平衡是相互联系的，此种平衡系统称为
16
例4-3 将1.5 mol H2和1.5 mol I2充入某容器中，使其 在793 K达到平衡。经分析，平衡系统中含HI 2.4
mol，求下列反应 H2 (g) + I2 (g) = 2HI(g)，在该温度 下的Kθ。
解： 根据反应式
H2 (g) + I2 (g) = 2HI(g)
起始时n0/mol 1.5
起始浓度 mol∙dm-3
0.000 0.100 0.100 0.000 0.100 0.10012
平衡浓度 mol∙dm-3
0.120 0.040 0.072 0.014 0.160 0.070
第四章 化学平衡
§4.1 标准平衡常数 §4.2 多重平衡规则 §4.3 化学平衡的移动
1
§4.1 标准平衡常数
4.1.1 可逆反应与化学平衡状态 (1) 什么是可逆反应？
在一定条件下，既可按反应方程式从左向右进 行，又可以从右向左进行的反应称为可逆反应。
高温下：
正反应
CO (g) + H2O (g) = CO2 (g) + H2 (g) 逆反应
2.5kPa
100L
Q
p
2
(
p4 (NO2 ) N2O) p3(O2
)
1 p
45
2.54 2.52 2.53
1 100
1
40
∵Q>Kθ ∴反应逆向进行
22
§4.2 多重平衡规则
1.定义：系统的一些物质，同时参与了多个平衡，
而且这些平衡是相互联系的，此种平衡系统称为
16
例4-3 将1.5 mol H2和1.5 mol I2充入某容器中，使其 在793 K达到平衡。经分析，平衡系统中含HI 2.4
mol，求下列反应 H2 (g) + I2 (g) = 2HI(g)，在该温度 下的Kθ。
解： 根据反应式
H2 (g) + I2 (g) = 2HI(g)
起始时n0/mol 1.5
起始浓度 mol∙dm-3
0.000 0.100 0.100 0.000 0.100 0.10012
平衡浓度 mol∙dm-3
0.120 0.040 0.072 0.014 0.160 0.070
化学热力学的初步概念与化学平衡精品课件
1.热容和比热容（ c）
使某物体温度升高1K时所需的热量。热容除以物质的
量得摩尔热容 (Molar heat capacity) Cm；热容除以物质的质 量得比热容
化学热力学的初步 概念与化学平衡
➢化学热力学的定义
热力学是研究各种过程中能量相互转变规律的
一门科学。它的基础是三条基本定律，这些定律应
用于化学领域就称为化学热力学。
➢化学热力学的研究内容:
化学热力学的研究内容：化学反应方向，限度
以及伴随能量的变化 方向
化学反应
限度 能量变化 速度 反应机理
化学热力学 化学动力学（下章讲）
3.1.2 热量计
★ 热量计(calorimeter) ： 测定化学反应热效应的装置叫 热量计
如果系统与环境发生热交换，反应热是指系统恢复到起 始温度后系统与环境交换的热量。但系统无法准确恢复到它 的起始温度。测定热效应的思路如下：将被测量的系统设计 成孤立系统，系统所放出的热使体系温度发生变化，在孤立 系统中插入温度计，记录反应所造成的温度变化，然后根据 系统的热容进行计算。
➢ 途径：实现一个过程的具体步骤称途径。
★ 相 (phase)
体系中物理性质和化学性质完全相同的任何均匀 部分。相和相之间有明显的界面。
相又分为均相体系(或单相体系)和非均相体系(或 多相体系)。
★热效应(heat effect)Байду номын сангаас
指各类过程中放出或吸收的热量，研究纯物质 化学和物理变化过程中热效应的学科叫热化学。
★功(W ) 体系与环境之间除热之外以其他形式传递的能量。功不
是状态函数。不同的过程传递的功不同。
体积功： W p外V2 V1 p外 V
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第十四章 化学平衡体系的热力学
某反应： dD+eE——>gG+hH
反应进度时，反应一无穷小量d :
dnD=-dd, dnE=-ed, dnG=+gd, dnH=+hd
dG(T,p) = BdnB= B(BB)d
(G/)T,p = BBB
rGm= (G/)T,p = BBB
无限大体系反应1mol 自由能的变化
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第十四章 化学平衡体系的热力学
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rG>>0， 1+exp(rG/RT)]=， m=0 rG =0， 1+exp(rG/RT)]=2， m=1/2 rG<<0， 1+exp(rG/RT)]=1， m=1
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= rGm ＋ RT ln (aGgaHh/aDdaEe)
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第十四章 化学平衡体系的热力学
化学平衡等温式： rGm = rGm ＋RT ln (aGgaHh/aDdaEe)
当化学平衡：G=Gmin
rGm=(G/)T,p = 0 0 = rGm ＋RT ln (aGgaHh/aDdaEe)平衡 ln (aGgaHh/aDdaEe)＝－rGm /RT = f(T) 则在恒温下， ln (aGgaHh/aDdaEe)平衡=常数
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错！
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第十四章 化学平衡体系的热力学
为什么错？ 反应过程中不可能是纯D与纯E间的变换， 而是二者的混合物！
从化学势： 设D、E均为理想气体， 起始为1molD，反应到某一进度时，
nD 1 nE
集合公式：
G ( T ,p ) n B B n D D n E E D ( 1 ) E
当 p p
G ( T , p ) [ 1 ( ) D E ] R [ 1 ( ) R T ly D n T ly E n ]
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yE=nE/(nD+nE)= /(1- + )= , yD=1- 带入：G(T,p) ＝[(1－)D+ E]
= rGm *＋ RT ln (aGgaHh/aDdaEe)
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化学平衡等温式： rGm = rGm *＋RT ln (aGgaHh/aDdaEe)
当化学平衡：G=Gmin
rGm=(G/)T,p = 0 0 = rGm* ＋RT ln (aGgaHh/aDdaEe)平衡 ln (aGgaHh/aDdaEe)＝－rGm */RT = f(T,p) 则在恒温恒压下， ln (aGgaHh/aDdaEe)平衡＝常数
+RT [(1－)RTln(1- )+ ln] = D+ (E- D)+RT [(1－)RTln(1- )+ ln]
纯物种变换 反应时D+E混合自由能
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第十四章 化学平衡体系的热力学
因为混合自由能的存在，反应不能到底！ 问题：反应极限在哪里？
平衡时，自由能最低
所以： (G/)T,p = 0 (G/)T,p |=min = E- D +RTlnm/(1-m)=0
m=1/{1+exp[(E- D )/RT]} = 1/[1+exp(rG/RT)]
rG>>0， 1+exp(rG/RT)]=， m=0 rG =0， 1+exp(rG/RT)]=2， m=1/2 rG<<0， 1+exp(rG/RT)]=1， m=1
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第十四章 化学平衡体系的热力学
§14−1 化学反应的自由能降低原理
❖已介绍：任意过程，恒温恒压,不作其它功
化学势降低至极小。
问题： 现有1mol D，在标准压力下 D(g)E(g)
如
D > E
方向如何？限度如何？
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是否1mol D最后全部变为1mol E？ 因为 D > E
rGm < 0， + rGm = 0，平衡 rGm > 0， －
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第十四章 化学平衡体系的热力学
§14−2 化学反应等温式和平衡常数
（一）均相化学反应 气相反应
B = B(T)+ RT ln aB
aB
pB
p
rGm=(G/)T,p = BBB = BBB + RT ln (aGgaHh/aDdaEe) =(准)标态按反应式反应＋混合自由能 1mol自由能变化
定义： Ka =(aGgaHh/aDdaEe)平衡
rGm = －RTln Ka
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溶液相反应
B = B*(T,p)+ RT ln aB
aB
x
x*
rGm=(G/)T,p = BBB = BBB* + RT ln (aGgaHh/aDdaEe) =(准)标态按反应式反应＋混合自由能 1mol自由能变化
B
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第十四章 化学平衡体系的热力学
因为
B B RTlnpp
pi pyi
G (T ,p ) ( 1 )( D RlT n p p D )(E RlT n p p E )
( 1 )D [ R l n T p p R ly n T D ] [E R l n T p p R ly n T E ]
aB
m
m0
化学平衡等温式：
rGm = rGm0＋RT ln (aGgaHh/aDdaEe)
Ka0 =(aGgaHh/aDdaEe)平衡 rGm0 = －RTln Ka0
aB
c
c0
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定义： Ka* =(aGgaHh/aDdaEe)平衡 rGm* = －RTln Ka*
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第十四章 化学平衡体系的热力学
B = B0(T,p)+ RT ln aB
化学平衡等温式： rGm = rGm0＋RT ln (aGgaHh/aDdaEe)
Ka0 =(aGgaHh/aDdaEe)平衡 rGm0 = －RTln Ka0