化學(xué)平衡(奧賽)

1、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡賽點(diǎn)回顧與展望賽點(diǎn)回顧與展望(1)反應(yīng)速率和反應(yīng)級(jí)數(shù)的基本概念；反應(yīng)速率和反應(yīng)級(jí)數(shù)的基本概念； (2)阿侖尼烏斯公式；阿侖尼烏斯公式；(3)反應(yīng)機(jī)理的一般概念；反應(yīng)機(jī)理的一般概念；(4)催化劑對(duì)反應(yīng)影響的本質(zhì)；催化劑對(duì)反應(yīng)影響的本質(zhì)；(5)等效平衡的含義及解題規(guī)律，平衡常數(shù)；等效平衡的含義及解題規(guī)律，平衡常數(shù)；(6)勒沙特列原理及其應(yīng)用，平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系；勒沙特列原理及其應(yīng)用，平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系； 一、化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率n（一）反應(yīng)速率及其表示方法（一）反應(yīng)速率及其表示方法在化學(xué)反應(yīng)中，某物質(zhì)的濃度（物質(zhì)的量濃在化學(xué)反應(yīng)中，某物質(zhì)的濃

2、度（物質(zhì)的量濃度）隨時(shí)間的變化率稱反應(yīng)速率。反應(yīng)速度）隨時(shí)間的變化率稱反應(yīng)速率。反應(yīng)速率只能為正值，且并非矢量。率只能為正值，且并非矢量。1、平均速率、平均速率用單位時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)物濃度的減少或生成物用單位時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示濃度的增加來表示.tcv1、平均速率、平均速率如：如： 2 N2O5 4 NO2 + O2反應(yīng)前濃度反應(yīng)前濃度/ moldm3 2.10 0 0100s后濃度后濃度/ moldm3 1.95 0.30 0.075濃度變化濃度變化(c)/ moldm3 0.15 0.30 0.075變化所需時(shí)間變化所需時(shí)間 (t)/s 100 = = = 1.51

3、03 moldm3s1 = = 3.0103 moldm3s1 = =7.5104moldm3s1 52ONtcON5210015. 02NOtcNO22OtcO22、瞬時(shí)速率瞬時(shí)速率 某一化學(xué)反應(yīng)，用各組分濃度表示的某一化學(xué)反應(yīng)，用各組分濃度表示的反應(yīng)速率之比等于各自化學(xué)計(jì)量數(shù)之反應(yīng)速率之比等于各自化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。瞬時(shí)速率是比。瞬時(shí)速率是t趨近于趨近于0，平均速，平均速率的極限。率的極限。dtdctct0lim（二）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（二）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素n影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，除主影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，除主要取決于反應(yīng)物的性質(zhì)外，外界因素要取決于反應(yīng)物的性質(zhì)外，外界因

4、素也對(duì)反應(yīng)速率有重要作用，如也對(duì)反應(yīng)速率有重要作用，如濃度、濃度、溫度、壓力及催化劑溫度、壓力及催化劑等。等。1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響（2）基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)）基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)基元反應(yīng)：基元反應(yīng)：能代表反應(yīng)機(jī)理、由反應(yīng)物微粒（可以能代表反應(yīng)機(jī)理、由反應(yīng)物微粒（可以是分子、原子、離子或自由基）一步直接實(shí)現(xiàn)的是分子、原子、離子或自由基）一步直接實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，稱為基元步驟或基元反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)，稱為基元步驟或基元反應(yīng)。非基元反應(yīng)：非基元反應(yīng)：由反應(yīng)物微粒經(jīng)過兩步或兩步由反應(yīng)物微粒經(jīng)過兩步或兩步以上才能完成的化學(xué)反應(yīng)，稱為非基元反以上才能完成的化學(xué)反應(yīng)，稱為非基元反應(yīng)。應(yīng)。

5、（1）定性描述）定性描述當(dāng)其他條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度可以增大當(dāng)其他條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度可以增大反應(yīng)速率反應(yīng)速率 如非基元反應(yīng)如非基元反應(yīng) H2 + Cl2 = 2HCl 由幾個(gè)基元步驟構(gòu)成，它代表了該鏈反應(yīng)的機(jī)理：由幾個(gè)基元步驟構(gòu)成，它代表了該鏈反應(yīng)的機(jī)理： Cl2 + M 2Cl + M Cl + H2 HCl + H H + Cl2 HCl + Cl 2Cl + M Cl2 + M式中式中M表示只參加反應(yīng)物微粒碰撞而不參加反應(yīng)的表示只參加反應(yīng)物微粒碰撞而不參加反應(yīng)的其他分子，如器壁，它只起轉(zhuǎn)移能量的作用。其他分子，如器壁，它只起轉(zhuǎn)移能量的作用。1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)

6、反應(yīng)速率的影響1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響（3）反應(yīng)分子數(shù)）反應(yīng)分子數(shù) 在在基元步驟基元步驟中，發(fā)生反應(yīng)所需的最少分子數(shù)目稱中，發(fā)生反應(yīng)所需的最少分子數(shù)目稱為為反應(yīng)分子數(shù)反應(yīng)分子數(shù)。根據(jù)反應(yīng)分子數(shù)可將反應(yīng)區(qū)分為。根據(jù)反應(yīng)分子數(shù)可將反應(yīng)區(qū)分為單分子反應(yīng)、雙分子反應(yīng)和三分子反應(yīng)三種，如：單分子反應(yīng)、雙分子反應(yīng)和三分子反應(yīng)三種，如：單分子反應(yīng)單分子反應(yīng) CH3COCH3 CH4 + CO + H2雙分子反應(yīng)雙分子反應(yīng) CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O三分子反應(yīng)三分子反應(yīng) H2 + 2I 2HI反應(yīng)分子數(shù)不可能為零或負(fù)數(shù)、分?jǐn)?shù)，只能為正整反應(yīng)分子數(shù)不

7、可能為零或負(fù)數(shù)、分?jǐn)?shù)，只能為正整數(shù)，且只有上面三種數(shù)值，從理論上分析，四分?jǐn)?shù)，且只有上面三種數(shù)值，從理論上分析，四分子或四分子以上的反應(yīng)幾乎是不可能存在的。反子或四分子以上的反應(yīng)幾乎是不可能存在的。反應(yīng)分子數(shù)是理論上認(rèn)定的微觀量。應(yīng)分子數(shù)是理論上認(rèn)定的微觀量。（4）質(zhì)量作用定律）質(zhì)量作用定律人們?cè)诳偨Y(jié)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了人們?cè)诳偨Y(jié)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了質(zhì)量作質(zhì)量作用定律用定律：在恒溫下，：在恒溫下，基元反應(yīng)的速率與各種反應(yīng)基元反應(yīng)的速率與各種反應(yīng)物濃度以反應(yīng)分子數(shù)為乘冪的乘積成正比。物濃度以反應(yīng)分子數(shù)為乘冪的乘積成正比。1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響對(duì)于一般反應(yīng)（

8、這里指對(duì)于一般反應(yīng)（這里指基元反應(yīng)基元反應(yīng)）a A + b B g G + h H質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式： = k c c稱為該反應(yīng)的稱為該反應(yīng)的速率方程速率方程。式中。式中k為為速率常數(shù)速率常數(shù)，其物理意義是單位濃度的反應(yīng)速率。其物理意義是單位濃度的反應(yīng)速率。aA)(bB)(1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響對(duì)于速率常數(shù)對(duì)于速率常數(shù)k，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：速率常數(shù)速率常數(shù)k取決反應(yīng)的本性。當(dāng)其他條件相同時(shí)取決反應(yīng)的本性。當(dāng)其他條件相同時(shí)快反應(yīng)通常有較大的速率常數(shù)，快反應(yīng)通常有較大的速率常數(shù)，k小的反應(yīng)在相小的反應(yīng)在相同的條件下反應(yīng)速率較慢

9、。同的條件下反應(yīng)速率較慢。速率常數(shù)速率常數(shù)k與濃度無關(guān)。與濃度無關(guān)。k隨溫度而變化，溫度升高，隨溫度而變化，溫度升高，k值通常增大。值通常增大。k是有單位的量，是有單位的量，k的單位隨反應(yīng)級(jí)數(shù)的不同而異。的單位隨反應(yīng)級(jí)數(shù)的不同而異。1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響（5 5）反應(yīng)級(jí)數(shù)）反應(yīng)級(jí)數(shù) 確定速率方程時(shí)必須注意，質(zhì)量作用定律僅適用于確定速率方程時(shí)必須注意，質(zhì)量作用定律僅適用于基元反應(yīng)，而不適用于非基元反應(yīng)?；磻?yīng)，而不適用于非基元反應(yīng)。如如基元反應(yīng)基元反應(yīng)：a A + b B g G + h H質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式（質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式（速率方程速率方程）：）： =

10、 k c caA)(bB)(濃度的指數(shù)濃度的指數(shù)a a和和b b分別為反應(yīng)對(duì)應(yīng)物分別為反應(yīng)對(duì)應(yīng)物A A和和B B的級(jí)數(shù)，而的級(jí)數(shù)，而指數(shù)之和指數(shù)之和( (a+ba+b) )為該反應(yīng)的級(jí)數(shù)。為該反應(yīng)的級(jí)數(shù)。1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 如非基元反應(yīng)非基元反應(yīng)： 2N2O5 = 4NO2 + O2 實(shí)際上分三步進(jìn)行 N2O5 NO2 + NO3 慢（定速步驟） NO2 + NO3 NO2 + O2 + NO 快 NO + NO3 2NO2 快 實(shí)驗(yàn)測定其速率方程為： = kc 它是一級(jí)反應(yīng)，不是二級(jí)反應(yīng)。)(52ON非基元反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)不能從方程式直接非基元反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)不能從方

11、程式直接知道，必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。知道，必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)（非基元反應(yīng)）：對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)（非基元反應(yīng)）： a A+ bB g G + h H 其速率方程一般可表示為：其速率方程一般可表示為： = kc c mA)(nB)(n反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù) = m + nn其中其中m,n必須通過實(shí)驗(yàn)來確定，不能從反應(yīng)方必須通過實(shí)驗(yàn)來確定，不能從反應(yīng)方程式直接知道。程式直接知道。n可見，反應(yīng)級(jí)數(shù)的大小，表示濃度對(duì)反應(yīng)速率可見，反應(yīng)級(jí)數(shù)的大小，表示濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響程度，的影響程度，級(jí)數(shù)越大，速率受濃度的影響越級(jí)數(shù)越大，速率受濃度的影響越大。

12、大。1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響幾種簡單級(jí)數(shù)反應(yīng)的關(guān)系：幾種簡單級(jí)數(shù)反應(yīng)的關(guān)系：() 一級(jí)反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)為 A PAAkcdtdc將上式進(jìn)行積分處理，可得將上式進(jìn)行積分處理，可得ktcc0lnln式中：式中：c0為反應(yīng)物起始濃度，為反應(yīng)物起始濃度，c為反應(yīng)物在時(shí)間為反應(yīng)物在時(shí)間t時(shí)的時(shí)的濃度。反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為濃度。反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為半衰期半衰期 。t21kkt/693. 0/2ln21一級(jí)反應(yīng)的特征：一級(jí)反應(yīng)的特征：k的單位為的單位為t-，k的數(shù)值與濃度單位無關(guān)。的數(shù)值與濃度單位無關(guān)。半衰期半衰期 ，半衰期與反應(yīng)物濃度無關(guān)。，半衰期與反應(yīng)物濃度無關(guān)。kk

13、t/693. 0/2ln21() 零級(jí)反應(yīng)：反應(yīng)速率與濃度無關(guān)的反應(yīng)屬零級(jí)反應(yīng)。零級(jí)反應(yīng)：反應(yīng)速率與濃度無關(guān)的反應(yīng)屬零級(jí)反應(yīng)。設(shè)反應(yīng)式為設(shè)反應(yīng)式為 A B,kkcdtdcAA0ktcc0將上式進(jìn)行積分處理，可得將上式進(jìn)行積分處理，可得kct2/021半衰期：半衰期：零級(jí)反應(yīng)的特征：零級(jí)反應(yīng)的特征： k的單位為的單位為 mol/(Ls).半衰期半衰期 kct2/0212、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響（1）.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的定性描述溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的定性描述當(dāng)其他條件不變時(shí)，溫度升高，無論對(duì)放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，其反應(yīng)速率一般都增大，只不過增大的倍數(shù)不同。由實(shí)驗(yàn)測知

14、，溫度每升高10，反應(yīng)速率通常增大到原來的24倍（2）.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的定量關(guān)系溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的定量關(guān)系溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，主要體現(xiàn)在對(duì)速率常數(shù)k的影響上。Arrhenius（阿侖尼烏斯）總結(jié)了k 與 T 的經(jīng)驗(yàn)公式：RTEaAek2、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響阿侖尼烏斯公式：取自然對(duì)數(shù)，得：ln k = ln A 取常用對(duì)數(shù)，得：lg k = lg A RTEaAekRTEaRTEa303. 2式中：Ea為活化能；A稱指前因子，其數(shù)值與單位時(shí)間內(nèi)碰撞次數(shù)有關(guān)。2、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響n應(yīng)用阿侖尼烏斯公式討論問題，可以認(rèn)為 Ea、A

15、不隨溫度變化。由于T 在指數(shù)上，故對(duì)k的影響較大。n根據(jù) Arrhenius 公式，知道了反應(yīng)的 Ea、A 和某溫度 T1 時(shí)的 k1，即可求出任意溫度 T2 時(shí)的 k2。由對(duì)數(shù)式：nlg = In =12kk12kk)11(303. 221TTREa)11(21TTREa3、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響 催化機(jī)理 催化劑改變反應(yīng)速率，減小活化能，提高產(chǎn)率，不涉及熱力學(xué)問題。如：A + B = AB Ea 很大，無催化劑，慢；加入催化劑 K，機(jī)理改變了：A + B + K = AK + B = AB + K ，快。3、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響n圖中可以看

16、出，不僅正反應(yīng)的活化能減小了，而且逆反應(yīng)的活化能也降低了。因此，正逆反應(yīng)都加快了，可使平衡時(shí)間提前。 n由阿侖尼烏斯公式可知，活化能Ea 位于負(fù)指數(shù)項(xiàng)，它的微小改變將使速率常數(shù)發(fā)生極大的變化。n催化劑不影響產(chǎn)物和反應(yīng)物的相對(duì)能量，未改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)。4、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響(1).氣相反應(yīng)氣相反應(yīng)增大壓強(qiáng)對(duì)氣相反應(yīng)來說相當(dāng)于減小體積，即增加濃度，對(duì)反應(yīng)速率的影響與濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響一致，即增大壓強(qiáng)會(huì)加快氣相反應(yīng)速率。(2).液相反應(yīng)液相反應(yīng)增大壓強(qiáng)對(duì)液體體積影響不大，因而對(duì)于液相反應(yīng)，增大壓強(qiáng)不會(huì)顯著改變反應(yīng)速率。例例1：在一定溫度下，制備光氣的反應(yīng)按下式進(jìn)：在一定

17、溫度下，制備光氣的反應(yīng)按下式進(jìn)行：行：CO+Cl2=COCl2，實(shí)驗(yàn)測得下列數(shù)據(jù)：，實(shí)驗(yàn)測得下列數(shù)據(jù)：COCl初速率初速率mol/(LS)10.1000.1001.210-220.1000. 0504.210-330. 0500.1006.010-340.0500.0502.110-3求反應(yīng)的速率常數(shù)、反應(yīng)級(jí)數(shù)和速率方程？求反應(yīng)的速率常數(shù)、反應(yīng)級(jí)數(shù)和速率方程？解：（解：（1）應(yīng)速率方程式為：）應(yīng)速率方程式為：)()(2ClcCOkcvnm首先保持首先保持CO的濃度不變，而使的濃度不變，而使Cl2的濃度的濃度改變，用實(shí)驗(yàn)改變，用實(shí)驗(yàn)1、2的數(shù)據(jù)可得下式：的數(shù)據(jù)可得下式：式并通過對(duì)數(shù)運(yùn)算解得：式并

18、通過對(duì)數(shù)運(yùn)算解得：n=1.5同理解得：同理解得： m=1故反應(yīng)級(jí)數(shù)為：故反應(yīng)級(jí)數(shù)為： 2.5)()(25 . 1ClcCOkcv（2）將）將1-4組數(shù)據(jù)中的任何一組代入組數(shù)據(jù)中的任何一組代入解得：解得：k=3.8L/(mol s)（3）反應(yīng)速率方程：）反應(yīng)速率方程：)()(8 . 325 . 1ClcCOcv)()(211ClcCOkcvnm)()(222ClcCOkcvnm例例2：338K時(shí)時(shí)N2O5氣相分解的速率常數(shù)為氣相分解的速率常數(shù)為0.29/min,活化能為活化能為103.3KJ/mol,求求353K時(shí)的速時(shí)的速率常數(shù)率常數(shù)k及半衰期。及半衰期。解：解：(1)由由 得：得：)11(l

19、n2121TTREkkaK2=1.392/min(2)由由 得：得：kkt/693. 0/2ln21min4978.021t練習(xí)1. 有一化學(xué)反應(yīng)：aA+bB=C,在298K時(shí)，將A、B溶液按不同濃度混合，有以下數(shù)據(jù)：A的起始濃度的起始濃度/(mol/L)B的起始濃度的起始濃度/(mol/L)初速率初速率mol/(LS)1.01.01.210-22.01.02.310-24.01.04.910-21.02.04.810-21.04.019.210-2求該反應(yīng)的速率方程式和速率常數(shù)？練習(xí)2.丙酮和碘在酸性溶液中發(fā)生如下反應(yīng)：25時(shí)，該反應(yīng)的速率為：CH3COCH3 + I2 CH3COCH2I

20、+ H+ + I-)()(33HcCOCHCHkcv其中k=2.7310-5mol/(LS)，c(I2 )=0.01mol/L， c(CH3COCH3 )=0.1mol/L， c(H+ )=0.01mol/L，當(dāng)I2反應(yīng)掉一半時(shí)，反應(yīng)速率和開始時(shí)的反應(yīng)速率大小關(guān)系？2 平衡常數(shù)平衡常數(shù)2-1 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)2-2 實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)1 化學(xué)平衡狀態(tài)1-1 化學(xué)平衡化學(xué)平衡1-2 勒沙特列原理勒沙特列原理2-1 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的含義：標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的含義： 在一定溫度下，當(dāng)氣相系統(tǒng)達(dá)到化學(xué)平在一定溫度下，當(dāng)氣相系統(tǒng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，參與反應(yīng)的各氣體的分壓與熱力學(xué)衡時(shí)，參與反

21、應(yīng)的各氣體的分壓與熱力學(xué)標(biāo)壓之比以方程式中的計(jì)量系數(shù)為冪的連標(biāo)壓之比以方程式中的計(jì)量系數(shù)為冪的連乘積是一個(gè)常數(shù)。乘積是一個(gè)常數(shù)。 /)I( /)H( /)HI(222pppppp2HI(g) (g)I(g)H22p為標(biāo)準(zhǔn)壓力，為標(biāo)準(zhǔn)壓力，1 105 Pa或或100 kPa 稱為稱為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，與濃度、是溫度的函數(shù)，與濃度、分壓無關(guān)。分壓無關(guān)。KpKp對(duì)于溶液中的反應(yīng)：對(duì)于溶液中的反應(yīng)：Sn2+(aq)+2Fe3+(aq) Sn4+ (aq)+2Fe2+(aq)c 為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的濃度，為為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的濃度，為1mol L-1232224 )Fe( )Sn( )Fe( )Sn

22、(/cc/cc/cc/ccKc 稱為稱為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，與濃度、是溫度的函數(shù)，與濃度、分壓無關(guān)。分壓無關(guān)。Kc對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)：對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)：aA(g)+bB(aq)+cC(s) xX(g)+yY(aq)+zZ(l)熱力學(xué)已經(jīng)證明（熱力學(xué)已經(jīng)證明（范特霍夫等溫方程范特霍夫等溫方程）：）： bayx/B/A/Y/XccppccppJ KRTTGln)(mrK298298STHGrrTr先查表在計(jì)算先查表在計(jì)算例：例：已知已知693、723K下氧化汞固體分解為汞蒸氣和下氧化汞固體分解為汞蒸氣和氧氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾自由能分別為氧氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾自由能分別為11.33、5.158k

23、J.mol-1，求相應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)。求相應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)。 (g)O21Hg(g) HgO(s)2解：解：140. 0)693( 9667. 1 ).5761().11330()693(ln .33.11 ln693.314. 8)693(rG 69311111mKKmolJmolJKKmolkJKKKmolJKK時(shí)：424. 0)693( 8581. 0 ).1 .6011().5158()723(ln .158. 5 ln723.314. 8)723(rG 72311111mKKmolJmolJKKmolkJKKKmolJKK時(shí)：對(duì)于對(duì)于K的說明：的說明：（1 1）K K 是溫度的函

24、數(shù)；是溫度的函數(shù)； （2）標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式必須與化學(xué)反）標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式必須與化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式相對(duì)應(yīng)；應(yīng)計(jì)量式相對(duì)應(yīng)；（3）固體、溶劑等（純物質(zhì)）不寫在平固體、溶劑等（純物質(zhì)）不寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中！衡常數(shù)表達(dá)式中！例：例： K需與反應(yīng)方程式相對(duì)應(yīng)需與反應(yīng)方程式相對(duì)應(yīng)N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60 10 5 N2 (g) + H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87 10 3 K1 K2 ， K1 = K2223 例：例：稀溶液中的反應(yīng)，水的濃度作為常數(shù)稀溶液中的反應(yīng)，水的濃度作為常數(shù)Cr2O72-(aq)+H2O(l) 2CrO42-(aq

25、)+2H+(aq)/ ()/ ()/ (2722224cOCrcHcCrOK例：例： 純固體與純液體在平衡常數(shù)表達(dá)式純固體與純液體在平衡常數(shù)表達(dá)式中不出現(xiàn)：中不出現(xiàn)： CaCO3 (s) CaO (s)+ CO2(g) ppKCO/2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的應(yīng)用1 1. . 判斷反應(yīng)的進(jìn)行程度判斷反應(yīng)的進(jìn)行程度K越越大，反應(yīng)進(jìn)行得大，反應(yīng)進(jìn)行得越越完全完全;K越越小，反應(yīng)進(jìn)行得小，反應(yīng)進(jìn)行得越越不完全不完全;K不太大也不太小不太大也不太小(如如 10-3 K 103), 反應(yīng)物部分地轉(zhuǎn)化為生成物反應(yīng)物部分地轉(zhuǎn)化為生成物(典型的可典型的可逆反應(yīng)。逆反應(yīng)。)J K 反應(yīng)逆向進(jìn)行。反應(yīng)逆向進(jìn)

26、行。 J(反應(yīng)商反應(yīng)商)作為反應(yīng)進(jìn)行方向的判作為反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)有：據(jù)有：2. 預(yù)測反應(yīng)的進(jìn)行方向預(yù)測反應(yīng)的進(jìn)行方向 實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)(經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)) 由實(shí)驗(yàn)得到的平衡常數(shù)。由實(shí)驗(yàn)得到的平衡常數(shù)。2-2 實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)例：例： N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) 32223HNNHKc其中N2、H2 (g) 、NH3指的是平衡時(shí)的濃度指的是平衡時(shí)的濃度baedcBAEDKeEdDbBaA一般氣體反應(yīng)：一般氣體反應(yīng)：Kc濃度實(shí)驗(yàn)（濃度實(shí)驗(yàn)（經(jīng)驗(yàn)）經(jīng)驗(yàn)）平衡常數(shù)平衡常數(shù)Kp濃度實(shí)驗(yàn)（濃度實(shí)驗(yàn)（經(jīng)驗(yàn)）經(jīng)驗(yàn)）平衡常數(shù)平衡常數(shù)bBaAeEdDpppppK

27、Kp = Kc(RT) v ( (只應(yīng)用于純氣態(tài)反應(yīng)只應(yīng)用于純氣態(tài)反應(yīng)) ) v= =0 0 時(shí)，時(shí)，Kp = Kc v = = (d+e) (a+b) (氣體物質(zhì)計(jì)量數(shù)氣體物質(zhì)計(jì)量數(shù)的代數(shù)和。）的代數(shù)和。）對(duì)于氣體反應(yīng)，對(duì)于氣體反應(yīng)，Kp與與Kc的關(guān)系為：的關(guān)系為： 當(dāng)反應(yīng)物生成物都近乎理想氣體時(shí)，當(dāng)反應(yīng)物生成物都近乎理想氣體時(shí)，由理想氣體方程由理想氣體方程 p = cRT 可導(dǎo)出：可導(dǎo)出： vcccKK)(由于由于c = 1mol.L-1，數(shù)值上，數(shù)值上 K =K1.2.vpppKK)(K與與K的關(guān)系：的關(guān)系：3 濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響4 壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響5 溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響溫度對(duì)化

28、學(xué)平衡的影響化學(xué)平衡的移動(dòng)： K (T)是溫度的函數(shù)。是溫度的函數(shù)。 溫度變化引起溫度變化引起K (T)的變化，導(dǎo)致化學(xué)平衡的移動(dòng)。的變化，導(dǎo)致化學(xué)平衡的移動(dòng)。RTHRSKSTHKRTSTHGKRTGmrmrmrmrmrmrmmlnln ;ln rr得：由5 溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響2211122211)298()298(ln)298()298(lnRTKHRKSKRTKHRKSKTTKTKTmrmrmrmr，則有：，且為下平衡常數(shù)，下平衡常數(shù)為設(shè) 用后式子減前式即得用后式子減前式即得: )()298(lnln )11()298(lnln 2112121212TTTTRKHKK

29、TTRKHKKmrmr或：對(duì)于放熱反應(yīng)對(duì)于放熱反應(yīng)， K ，平衡向逆向移動(dòng)平衡向逆向移動(dòng)。rHm對(duì)于吸熱反應(yīng)對(duì)于吸熱反應(yīng)， 0，溫度升高溫度升高， K 增大，增大，J V逆，x的取值范圍 。(3)若要使右室反應(yīng)開始時(shí)V正V逆，x的取值范圍 。2M(g)+3N(s) 2P(g) A(g)+4B(g) 2C(g)+D(g)3.5mol 2.0 x3.01.5x2.0練習(xí)4（）如圖所示，甲、乙之間的隔板K和活塞F都可左右移動(dòng)，甲中充入2molA和1molB，乙中充入2molC和1molHe，此時(shí)K停在0處。在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)：2A（g）+B（g） 2C（g）；反應(yīng)達(dá)到平衡后，再恢復(fù)至原溫度?；卮鹣铝袉栴}：（1）可根據(jù) 現(xiàn)象來判斷甲、乙都已達(dá)到平衡。（2）達(dá)到平衡時(shí)，隔板K最