七章節(jié)化學(xué)平衡課件

1、無機(jī)化學(xué)7.1 化學(xué)反應(yīng)的可逆性和化學(xué)平衡Fe2O3(s) + 3 CO(g) = 2 Fe(s) + 3 CO2(g)煉一噸 Fe 需多少焦炭（C）？ C(s) + 0.5 O2(g) = CO(g)是否全部的C(s) 能轉(zhuǎn)化成CO(g)，全部的Fe2O3(s) 和CO 能全部轉(zhuǎn)化成Fe(s) 和 CO2(g)？答案：否！ 可逆反應(yīng)，動態(tài)平衡（G = 0）正向反應(yīng)速率 = 逆向反應(yīng)速率 平衡常數(shù)以及平衡的移動無機(jī)化學(xué)7.1 化學(xué)反應(yīng)的可逆性和化學(xué)平衡Fe2O3(s無機(jī)化學(xué)化學(xué)平衡的特點(diǎn)動態(tài)平衡濃度速率時間 A Bkfkr無機(jī)化學(xué)化學(xué)平衡的特點(diǎn)動態(tài)平衡濃度速率時間 A 無機(jī)化學(xué)7.2 平衡常數(shù)

2、可逆反應(yīng)：aA + bB = cC + dD若均為氣體，且在溫度為 T (K) 時達(dá)到平衡：一、經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)其中，PA 等為平衡分壓，Kp 為壓力平衡常數(shù)若在溶液中，平衡時的濃度分別為A ,Kc 為濃度平衡常數(shù)Kp、Kc 可由實(shí)驗(yàn)測定，稱之為經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)無機(jī)化學(xué)7.2 平衡常數(shù)可逆反應(yīng)：aA + bB = c無機(jī)化學(xué) 例: H2(g) + I2(g) = 2 HI(g)注：（ ）中的為起始濃度； 中的為平衡濃度。 在一定溫度下，Kc 為常數(shù) 測定平衡時各組分的濃度（或分壓），通過平衡常數(shù)表達(dá)式，可求出K.無機(jī)化學(xué) 例: H2(g) + I2(g) = 2 無機(jī)化學(xué)N2(g) + 3 H2(g)

3、 2NH3(g)NH3的合成NH3的分解在一定溫度下，Kc 相同，但平衡濃度不一定相同。無機(jī)化學(xué)N2(g) + 3 H2(g) 無機(jī)化學(xué)二、平衡轉(zhuǎn)化率化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，體系中各物質(zhì)的濃度不再隨時間而改變，這時反應(yīng)物已最大限度地轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?。利用平衡轉(zhuǎn)化率來標(biāo)志化學(xué)反應(yīng)在某個具體條件下的完成程度。反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是指已轉(zhuǎn)化為生成物的部分占該反應(yīng)物起始總量的百分比。無機(jī)化學(xué)二、平衡轉(zhuǎn)化率化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，體系中各物質(zhì)的無機(jī)化學(xué)三、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)（K)在液相反應(yīng)中把平衡濃度除以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濃度；在氣相反應(yīng)中把平衡分壓除以標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)；使計算出的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為一無量綱的常數(shù)。在液相反應(yīng)的Kc與K 在數(shù)

4、值上相等，而在氣相反應(yīng)的Kp一般不與其K 的數(shù)值相等。無機(jī)化學(xué)三、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)（K)在液相反應(yīng)中把平衡濃度除以標(biāo)無機(jī)化學(xué)四、平衡常數(shù)書寫的注意事項(xiàng)（1）反應(yīng)方程式的書寫不同，平衡常數(shù)值不同。如：273 k 時，反應(yīng) N2O4(g) = 2NO2(g) 的平衡常數(shù) K = 0.36, 則反應(yīng) 2NO2(g) = N2O4(g) K = 1/0.36 = 2.78反應(yīng) NO2(g) = 0.5 N2O4(g) K = (1/0.36)0.5 = 1.7（2）純液體、純固體參加反應(yīng)時，其濃度（或分壓）可認(rèn)為是常數(shù)，均不寫進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式中。Fe3O4(s) + 4 H2(g) = 3 Fe(s) +

5、 4 H2O(g)（3）K 與溫度有關(guān)， 但與反應(yīng)物濃度無關(guān)。 K 還取決于反應(yīng)物本性。無機(jī)化學(xué)四、平衡常數(shù)書寫的注意事項(xiàng)（1）反應(yīng)方程式的書寫不同無機(jī)化學(xué)五、化學(xué)反應(yīng)的限度與平衡常數(shù)KK 反映了在給定溫度下，反應(yīng)的限度。K值大，反應(yīng)容易進(jìn)行。 一般認(rèn)為，（1） K 10+7 自發(fā)，反應(yīng)徹底（2） K 10 -7 非自發(fā)，不能進(jìn)行（3） 10+7 K 10 -7 一定程度進(jìn)行反應(yīng)程度受濃度、壓力、等條件的影響?？赏ㄟ^實(shí)驗(yàn)條件促進(jìn)平衡的移動。怎樣求K?（1）測定（2）熱力學(xué)計算無機(jī)化學(xué)五、化學(xué)反應(yīng)的限度與平衡常數(shù)KK 反映了在給定溫度下無機(jī)化學(xué)六、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)的方向反應(yīng)商Q K ， 逆

6、向進(jìn)行Q= K ， 平衡狀態(tài)無機(jī)化學(xué)六、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)的方向反應(yīng)商Q K ，無機(jī)化學(xué)Q 與 K 的關(guān)系與反應(yīng)的方向無機(jī)化學(xué)Q 與 K 的關(guān)系與反應(yīng)的方向無機(jī)化學(xué)7.3 平衡常數(shù)與Gibbs自由能變 當(dāng)體系處于平衡狀態(tài)時，rGm=0,同時Q=K，此時Q K時 rGm K時 rGm0 逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行無機(jī)化學(xué)7.3 平衡常數(shù)與Gibbs自由能變 當(dāng)體系無機(jī)化學(xué)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) - 40 kJ/mol K 10+7 反應(yīng)自發(fā)、完全 +40 kJ/mol K 107 反應(yīng)不可能-40 +40 107 K 10+7 可通過改 變條件 來促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行無機(jī)化學(xué)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) - 40 kJ/mol 無機(jī)化學(xué)7.4

7、化學(xué)平衡的移動條件改變使平衡態(tài)變化濃度壓力溫度無機(jī)化學(xué)7.4 化學(xué)平衡的移動條件改變使平衡態(tài)變化濃度無機(jī)化學(xué)一、濃度對化學(xué)平衡的影響 在恒溫條件下增加反應(yīng)物減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動；相反，減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動。無機(jī)化學(xué)一、濃度對化學(xué)平衡的影響 在恒溫條件下增加反應(yīng)物無機(jī)化學(xué)二、壓力對化學(xué)反應(yīng)的影響物質(zhì)的狀態(tài)及其反應(yīng)前后量的變化壓力的影響固相可忽略液相可忽略氣相反應(yīng)前后計量系數(shù)相同無氣相反應(yīng)前后計量系數(shù)不相同有無機(jī)化學(xué)二、壓力對化學(xué)反應(yīng)的影響物質(zhì)的狀態(tài)壓力的影響固相可忽無機(jī)化學(xué)三、溫度對化學(xué)平衡的影響濃度、壓力變化，平衡常數(shù) K 不變； 溫度變化，K 改變。設(shè)T1時的平衡常數(shù)為T2時的平衡常數(shù)為兩式相減，得Vant Hoff 方程式無機(jī)化學(xué)三、溫度對化學(xué)平衡的影響濃度、壓力變化，平衡常數(shù) K無機(jī)化學(xué)對Vant Hoff 方程式的討論（1） 當(dāng) H 0 (吸熱反應(yīng))，T (T2 T1), 即：升高溫度，平衡向吸熱方向移動 降低溫度，平衡向放熱方向移動利用Vant Hoff 方程式：（1） 已知 H 時，從 T1、 求T2 時的（2） 求 H （當(dāng)已知不同溫度下的 值時）無機(jī)化學(xué)對Vant Hoff 方程式的討論（1） 當(dāng) H無機(jī)化學(xué)勒 夏特里（Le Chatelier) 原理：改變平衡體系的外界條件