第五章化学平衡

第5章化学平衡（4学时）

[教学要求]

1、了解化学反应的可逆性，掌握化学平衡和平衡常数的概念。

2、掌握标准平衡常数和吉布斯能变；熟悉多重平衡。

3、掌握浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响；了解从热力学和动力学等方面来选择合理的生产条件。

[教学重点]

1、标准平衡常数和吉布斯能变：Van't Hoff 等温式、反应商、标准平衡常数及其有关计算、利用反应商和标准平衡常数判断反应进行的方向。

2、浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响及其相关计算。

[教学难点]

标准平衡常数和吉布斯能变：Van't Hoff 等温式、反应商、标准平衡常数及其有关计算[教学内容]

§第五章化学平衡

Chapter 5 Chemical Equilibrium

§本章要点

经验平衡常数平衡常数与平衡转化率标准平衡常数判断化学反应的方向

3.标准平衡常数KΘ与

r m

GΘ

∆的关系4.化学平衡的移动

In the laboratory portion of your chemistry course, you have had the opportunity to observe a number of chemical reactions. After a certain amount of time many of these reactions appear to “stop”---colors stop changing, gases stop evolving, and so forth. For example, we can consider the inter conversion of the gaseous nitrogen oxides.

When pure frozen N2O4 is warmed above its boiling point (21.2℃), the gas in the sealed tube turns progressively darker as colorless N2O4 gas dissociates into brown NO2 gas：

N2O4(g) 2NO2(g)

colorless brown

Eventually the color change stops even though there is still N2O4 in tube. We are left with a mixture of N2O4 and NO2 in which the concentrations of the gases no longer change.

§5-1、化学平衡状态（State of Chemical Equilibrium）

通常，化学反应都具有可逆性。当然，有些化学反应几乎能进行到底，如氯酸钾的分解。又如，

放射性元素的蜕变、氧与氢的爆炸式反应等，这些反应称为不可逆反应。

绝大多数化学反应都是不能进行到底的反应，也就是可逆反应(reversible reaction)。可逆反应的进行，必然导致化学平衡状态的出现。

在一定条件(T 、p 、c)下，当正反两个方向的反应速率相等时，反应物和产物的浓度不再随时间而变的状态，被称为化学平衡(chemical equillibrium)。一定条件下，平衡状态将体现该反应条件下化学反应所能达到的最大限度。只要外界条件不变，这个状态就不再随时间而变，但外界条件一旦改变，平衡状态就将变化。平衡状态从宏观上看似乎是静止的，但实际上是一种微观动态平衡。在一定条件下不同的化学反应进行的程度是不同的；而同一反应在不同的条件下，它进行的程度也有很大的差别。例如下面两个反应：

Figure 5.1

Achieving chemical equilibrium for the reaction A

B. (a) The reaction of pure compound A, with

initial concentration [A]0. After a time the concentrations of A and B do not change. The reason is that (b) the rates of the

forward reaction (k f [A]) and the reverse reaction (k r [B]) become equal.

一、 经验平衡常数

1、化学平衡表达式（The general equilibrium equation ） 对于化学反应

A(g) + B(g)

r

C(g) + D(g) 而言

(1) 假设上述反应为基元反应，则平衡时，

f r [A][B][C][D]k k = ∴f

r

[C][D][A][B]k k ==constant （T ≡constant ）

(2) 假设上述反应分两步进行，中间产物为Q

如：

A(g) + A(g)

1

①12

1

[C][Q]=

[A]

k k -⇒

Q(g) + B(g)

k 2

A(g) + D(g) ②22

[A][D]=

[Q][B]

k k -⇒

Net reaction ：A(g) + B(g)

C(g) + D(g)

3PCl +2H O

(2) 的进行程度很不一样。要用一个物理量来表明其大小，定量描述之，因此引入

。