第三章+化学平衡通论1PPT课件

化学平衡的特征：
（a）动态平衡
从宏观看，反应物和产物的浓度均不变，但从微观角度看，正反应和逆反应一
直在进行，只是
v正 = v逆
化学反应达平衡的动力学标志
v v正
v逆
0
t
P相同
CO2 CaO CaCO3
13 CO2
打开活塞后，检测到Ca13CO3 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
（b）有条件的、暂时的平衡 改变反应温度、压强、反应物或产物的浓度，化学平衡会发生移动，即反应
反应物和产物的平衡浓度可以用实验进行测定，K称为实验平衡常数（或经验平 衡常数）。 从标准热平力衡学常函数数）通，过用计K算也a（可以或得K到反）应表的示平，衡：常不数是，热称力为学热标力准学态平，衡a常：数表（示或活 度。
aA + bB cC + dD
K [C]c[D]d
K a=
[ A]a [B]b
2. 平衡常数
aA + bB cC + dD 当化学反应达到平衡时，各反应物和生成物的浓度保持恒定，平衡浓度之间存在 着如下的定量关系：
[C]c[D]d
K K ：平衡常数，仅是温度的函数 [ A] [B] 质量作用定律 或 化学平衡定律
ab
对某一反应而言， K只与反应温度有关（T一定，K一定），与反应物的起始浓度无关。 K大，表示反应进行的程度大。 K小，表示反应进行的程度小。
Kc
[NH3]2 [N2][HP2：]3分-2压
atm
KP
PN2H 3 PN 2 PH32
-2 kPa
-2 mmHg
Kx
x2 NH 3
xN 2 xH3 2
x：物质的量分数 Kx：没有单位
aA(g) + bB(g)
cC(g) + dD(g)
实验平衡常数（经验平衡常数）：
[C]c[D]d Kc [A]a[B]b
例2： 已知反应： N2 (g) + 3H2(g)
计算该反应的 Kp ?
2NH3(g) 在 673 K 的Kc =
0.507
-2 (mol/L) ,
解：
n Kp= KC (RT)
n = 2 (3+1) = -2
-2
-4
-2
Kp = 0.507(0.08206 673) = 1.66 10 (atm)
n = 产物的化学计量系数 反应物的化学计量系数
注意单位的匹配： Kx没有单位，KP的单位： (P总)n
例1： 光气是一种重要的化工原料。高温下光气按下式分解：
COCl2(g) CO(g) + Cl2(g) 在 900K一体积恒定的容器中，一定量COCl2(g) 的初始压强
为101.3 kPa。该分解反应达平衡后测得体系的总压强为 189.6 kPa。计算该反应的平衡常数KP。
第三章 化学平衡通论
1. 可逆反应与化学平衡
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
721 K和101.3 kPa，等摩尔的H2和I2反应，xHI = 0.80
可逆反应：化学反应可以按照正、逆两个不同的方向进行。有的化学反应可逆
的程度明显，有的化学反应可逆的程度不明显。如：
2+
2-
Ba (aq) + SO4 (aq)
KP
PCc PDd PAa PBb
Kx
x
c C
x
d D
x
a A
x
b B
KP、Kc、Kx之间的关系：
n KP = Kc(RT)
n = (c + d) (a + b)
n = 产物的化学计量系数 反应物的化学计量系数
注意单位的匹配：
[
]
：mol·L-1，Kc：
-1 (c (mol·L )
+
d)
(a
+
物和产物的平衡浓度会发生改变，达到一个新的平衡点
（c）平衡态的到达与化学反应从哪个方向开始无关。
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
1
3
mol数
2
T和V总恒定
0.6 1.8
0.8
最终到达同一个平衡点。
（d）本质上是两种对立的自发倾向之间的均衡
H2(g ) 2H(g ) 熵增加推动的反应是： H2 (g) 2H(g) 能量降低推动的反应是： 2H(g) H2(g) 热力学标志：G = 0，即 H = TS P285 / 表 T和V总不变
K与方程式的写法有关：
N2 + 3H2
2NH3
1/2N2 + 3/2H2 1/2
K’ = K
NH3
K
[NH3]2 [N2][H2]3
K'[N2[]1N/2[HH3]2]3/2
逆反应，2NH3 N2 + 3H2
KK’的’ =表1/示K要与方程式一致，并注K明'反'应温[N度[N。2]H[H3]22]3
解： COCl2(g) CO(g) + Cl2(g)
初： 101.3
0
0
转： x
x
x
平： 101.3 – x
x
x
(101.3 – x) + x + x = 189.6
x = 88.3 kPa
Kp = (88.3)(88.3)/(101.3 – 88.3) = 599 kPa
注意：V总、T不变，摩尔数之比等于分压之比，因此，摩尔数的变化可以用分 压的变化来表示！
a
c C
a
d D
a
a A
a
b B
-1 c+d (a+b)
K：有单位，(mol·L )
；当 c + d = a + b时没有单位。
Ka没有单位，因为活度a没有单位。
a：平衡态时反应物和产物的活度，即平衡活度。
aA + bB cC + dD
GT = G T + RTlnQa
van’t Hoff等温式，
BaSO4(s)
一切可逆反应的共同特征：自发地趋向于化学平衡。 平衡：各种物质的浓度不随时间的变化而变化。
如上例中，721 K和101.3 kPa，等摩尔的H2(g)和I2(g)反应，进行到一定程度 （xHI = 0.80）达到化学平衡。在平衡状态时，各种物质的浓度叫平衡浓度。平 衡浓度一般用[HI]表示，起始浓度一般用 CHI表示。
b) ,
kPa·L·mol-1·K-1，
P：kPa，
KP：(kPa)(c + d) (a + b)
R：0.08206 atm·L·mol-1·K-1， P：atm
KP：(atm)(c + d) (a + b)
T：K， R：8.314
KP = Kx(P总)n
n = (c + d) (a + b)
Qa：反应商
Qa
a
c C
a
d D
Baidu Nhomakorabea
a
a A
a
b B
平衡时，GT
=
0，GT
=
-RTlnQa
=
-RTlnK a
-1 -1 R：8.314 J • mol • K
K只与反应温度有关（T一定，K一定）
气相反应 例如： N2 (g) + 3H2(g) 2NH3(g)
实验平衡常数（经验平衡常数）：
-1 -2 (mol·L )