大学无机化学化学平衡 ppt课件

分压定律
混合气体总压力等于各组分气体的分压之和.
P = P1+ P2 + P3 +…+ Pi n = n1+ n2 + n3 + … +ni
Pi
ni RT V
Pi P
ni n
= xi
P nRTCRT V
∴ Pi= xi P
4.2.1 经验平衡常数 在373K时： [NO2]2 0.37 [ N2O4 ]
[A ]/C ,[B ]/C ,[G ]/C 和 [H ]/C 称为相对浓度， 其中C ø＝ 1 mol.L-1
Kc ø= Kc (C ø) a+b-g-h = Kc
(2) 标准平衡常数Kp ø(无量纲的)
对于气相反应aA + bB ≒ gG+ hH
Kp(([P [PG A]]//p p))g a(([P [PH B]]//p p))bh
化学平衡
§4.1 化学反应的可逆性和化学平衡 §4.2 §4.3 化学平衡的移动
§4.1 化学反应的可逆性和化学平衡
4.1.1 化学反应的可逆性 4.1.2 化学平衡
4.1.1 化学反应的可逆性
1、不可逆反应：只能向一个方向进行的反应。
2、可逆反应
（1）概念：在同一条件下，既能向一个方向又 能向相反方向进行的化学反应。
③ K正×K逆=1
(4) 平衡转化率
转化率就是反应物转化为产物的百分数，即：
平衡时已反应的浓 反度 应物
反应物的起始浓度100%
H2 (g) +CO2 (g) ≒ CO (g) +H2O (g)
起始浓度： 0.02 0.02
0
0 mol/L
平衡浓度： 0.005 0.005 转化浓度： 0.015 0.015
(1)定义：在一定温度下，当可逆反应达到平衡状态时，
生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比为常数。
对于任一个可逆反应aA + bB ≒ gG+ hH
浓度平衡常数：
[G]g[H]h Kc [A]a[B]b (液相反应)
压力平衡常数：
Kp
(PG)g (PA)a
((PPH B))bh(气相反应)
若a+b = g+h, 则Kc和Kp都没有单位;
若以分压直接代入公式，则得经验平衡常数：
K pP P B A 2((1 1 ..0 0 0 0 1 155 0 P 0 P))2 a a1.0 0150 Pa
计算Kp ø时，一定要代入相对分压值，不能将 气体得分压值Pi直接代入，否则会产生错误。
[ P A ] /P ,[ P B ] /P ,[ P G ] /P 和 [ P H ] /P 称为相对压力， 其中P ø＝101325 Pa
Kp ø= Kp(P ø) a+b-g-h
[例2] 某温度下反应A(g) ≒ 2B(g)达到平衡时， PA=PB=1.00×105Pa, 求Kp ø。 解： K p ((P P [ B [ A ]] //p p )) 2 (( 1 1 ..0 0 1 0 1 0 5 5 P P 0 0 //1 1 .a .a 0 0 1 1 1 1 5 5 P P 0 0 )) 2a a 0 .99
∴ Kp = Kc (RT) △n , △n = g+h - (a+b)。
△n是反应式中生成物和反应物计量系系数p ≠Kc
(3) 平衡常数表达式地书写规则
① 纯固体,液体和稀溶液中水的浓度不写入K的表达式;
② K值与反应方程式的写法有关:
例：在373K时，
平衡浓度 0.02-x 0.02-x x x mol.L-1
K c [H 2]C [2]O
xx
9
[C]O H [2 O ] (0 .0 2 x )0 (.0 2 x )
x ＝ 0.015 mol.L-1 ，[H2] = [CO2] = 0.015 mol.L-1
转化率为：（0.015/ 0.02）×100％＝75％
a.可逆程度不同,有的彻底向右进行, 有的则不然.
b. 对于同一反应, 在不同的条件下,可逆性也会不同.
例: 2H2 (g) +O2 (g) ≒2H2O (g)
873K-1273K时,生成水 的方向占优势
4273-5273K时,分解过 程占优势
4.1.2 化学平衡
N2O4 (g) ≒ 2NO2 (g)
V
无色
棕红色
N2O4气体
V正
动态平衡
V正＝ V逆
≠0
V逆
t 在可逆反应体系中,正反应和逆反应的速率相等时反应 物和生成物浓度不再随时间改变的状态,即动态平衡.
氧化还原 平衡
沉淀溶解 平衡
平衡类型
电离平衡 配位平衡
§4.2 平衡常数
4.2.1 经验平衡常数 4.2.2 标准平衡常数和
吉布斯自由能改变 4.2.3 多重平衡
若a+b≠g+h, 则Kc和Kp都有单位(一般都省略).
(2) Kc和Kp的关系
PA
nART[A]RT V
PG
nGRT[G]RT V
PB
nBRT[B]RT V
PH
nHRT[H]RT V
K p ((P P G A ))g a((P P H B ))b h[[G A ]]g a [[H B ]]b h(R)(g T h a b)
N2O4 (g) ≒ 2NO2 (g)
K1
[NO2]2 [N2O4]
0.3
6
1/2N2O4 (g) ≒ NO2 (g) K2 [N[N 2OO 42]1]/2 0.60
1/3N2O4 (g) ≒ 2/3NO2 (g)
K1 = (K2)2 = (K3)3
K3 [[NN2OO24]]21//33 0.72
同理，可求得当Kc＝4和Kc＝1时，CO转化率分别为 67％和50％。所以，K越大，转化率越大。
4.2.2 标准平衡常数和吉布斯自由能改变 利用热力学有关公式间接求算得到的平衡常数。
(1) 标准平衡常数Kc ø(无量纲的) 对于可逆反应aA + bB ≒ gG+ hH （液相反应）
Kc((G [[A]]//C C))ga(([H B []]//C C))bh
0.015
0.015 mol/L mol/L
转化 0.0 率 11 50% 07% 5 0.02
【例1】反应CO + H2O ≒ H2 + CO2，在某温度T时， Kc＝9，若CO和H2O的起始浓度均为0.02 mol.L-1，求 CO平衡转化率。 解： 设消耗了CO的浓度为x mol.L-1
CO + H2O ≒ H2 + CO2 起始浓度 0.02 0.02 0 0 mol.L-1