第三章化學(xué)反應(yīng)平衡

第三章化學(xué)反應(yīng)平衡第一頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、化學(xué)平衡

在化學(xué)中，把正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)體系所處的狀態(tài)叫做化學(xué)平衡。

H2(g)+I2(g)2HI(g)正反應(yīng)逆反應(yīng)第二頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四平衡態(tài)的特點(diǎn)：

*正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率。

*它是反應(yīng)的極限；

*體系內(nèi)物質(zhì)的種類及各物質(zhì)的濃度不再隨時(shí)間變化；

*化學(xué)平衡是相對(duì)的、有條件的動(dòng)態(tài)平衡。第三頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)二、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式對(duì)于氣體反應(yīng)：

aA(g)+dD(g)gG(g)

+hH(g)

K=∏[pB/p]B

[pG/p]g[pH/p]hK=[pA/p]a[pD/p]d

p=100kPa第四頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物的相對(duì)平衡分壓（或濃度）以反應(yīng)方程式的計(jì)量系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積，與反應(yīng)物的相對(duì)平衡分壓（或濃度）以反應(yīng)式中的計(jì)量系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積之比是一常數(shù)。對(duì)于溶液中的反應(yīng)：

aA(aq)+dD(aq)gG(aq)

+hH(aq)

[cG/c]g[cH/c]hK

=[cA/c]a[cD/c]d

c

=1.0mol/L第五頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的特點(diǎn)：

*標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是一個(gè)無(wú)量綱量；

*與溫度有關(guān)，與濃度或分壓無(wú)關(guān)；

*標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)越大，表示正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。第六頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四書寫和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式的注意事項(xiàng)：

*若B為純固體、純液體或稀溶液中的溶劑，則不列入標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式中；

*標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的量值與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)；

*正逆反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值互為倒數(shù)。第七頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第三節(jié)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的測(cè)定與計(jì)算一、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的測(cè)定利用實(shí)驗(yàn)測(cè)定出化學(xué)平衡系統(tǒng)中反應(yīng)物和產(chǎn)物的平衡分壓或平衡濃度，代入標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式即可計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。第八頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算（二）利用多重平衡規(guī)則計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

若反應(yīng)(3)=反應(yīng)(1)+反應(yīng)(2)，則有：K3

=K1

K2

若反應(yīng)(3)=a反應(yīng)(1)+b反應(yīng)(2)，則有：K3

=（K1

）a（K2

）b

若反應(yīng)(3)=反應(yīng)(1)-反應(yīng)(2)，則有：K3

=K1

/K2

第九頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四節(jié)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的應(yīng)用一、計(jì)算平衡組成標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式反映了可逆反應(yīng)中反應(yīng)物和產(chǎn)物的平衡濃度或平衡分壓之間的關(guān)系。

[cG/c]g[cH/c]hK

=[cA/c]a[cD/c]d

第十頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度

反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)越大，則平衡時(shí)產(chǎn)物的濃度或分壓比反應(yīng)物的濃度或分壓大得多，說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行得比較完全，反應(yīng)的進(jìn)行程度較大；反之亦然。

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：前者與濃度或分壓無(wú)關(guān)，而后者與之有關(guān)。

平衡轉(zhuǎn)化率：=（n總-n平衡）/n總×100%第十一頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的方向

反應(yīng)商J：J的表達(dá)式的書寫與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)一樣，只是公式中的濃度或分壓不是平衡狀態(tài)，而是任意狀態(tài)。

由化學(xué)等溫式可知：比較K與J的大小，可預(yù)測(cè)指定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向：

K>J，化學(xué)反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行；

K=J，化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；

K<J，化學(xué)反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。第十二頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第五節(jié)化學(xué)平衡的移動(dòng)

由于外界條件的改變，使可逆反應(yīng)從一種平衡狀態(tài)向另一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。

化學(xué)平衡的正向移動(dòng)和化學(xué)平衡的逆向移動(dòng)。第十三頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

增加反應(yīng)物的濃度或減少生成物的濃度，反應(yīng)商J減小，使K>J，平衡將正向移動(dòng)；

減少反應(yīng)物的濃度或增加生成物的濃度，反應(yīng)商J增大，使K<J，平衡將逆向移動(dòng)。一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響

當(dāng)改變系統(tǒng)中任一物質(zhì)的濃度時(shí)，改變了反應(yīng)商J，而K不變，必然使得K≠J，導(dǎo)致化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。第十四頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響濃度變化KJ平衡移動(dòng)方向增大反應(yīng)物濃度不變減小正向移動(dòng)減小生成物濃度不變減小正向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度不變?cè)龃竽嫦蛞苿?dòng)增大生成物濃度不變?cè)龃竽嫦蛞苿?dòng)

K

>J

K

>J

K

<J

K

<J第十五頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、壓力和惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響壓力改變對(duì)固體和液體反應(yīng)的平衡體系幾乎沒(méi)有影響。對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，改變壓力仍然只是改變反應(yīng)商J，而K不變，使得K≠J，導(dǎo)致化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。第十六頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四（一）壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響對(duì)于任意氣體反應(yīng)：

aA(g)+dD(g)gG(g)+hH(g)

在等溫條件下，將反應(yīng)的總壓力增大到原來(lái)的N（N>1）倍，B的分壓由[pB]增大到N[pB]，此時(shí)，可逆反應(yīng)的反應(yīng)商為：

J=N∑B

K∑B=(g+h)-(a+d)第十七頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

若∑B=0，則N∑B=1，則K=

J

；即氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，增大壓力時(shí)，化學(xué)平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)；

若∑B>0，則N∑B>1，則K

<J；即氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，增大壓力時(shí)，化學(xué)平衡將逆向移動(dòng)（即向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)）；若∑B<0，則N∑B<1，則K

>J；即氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓力時(shí)，化學(xué)平衡將正向移動(dòng)（即向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)）；第十八頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四對(duì)于任意氣體反應(yīng)：

aA(g)+dD(g)gG(g)+hH(g)

在等溫條件下，將反應(yīng)的總壓力減小到原來(lái)的1/N（N>1），B的分壓由[pB]減小到[pB]/N，此時(shí)，可逆反應(yīng)的反應(yīng)商為：

J=N-∑B

K∑B=(g+h)-(a+d)第十九頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四若∑B=0，則N-∑B=1，則K=J

；即氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，減小壓力時(shí)，化學(xué)平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)；若∑B>0，則N-∑B<1，則K>J

；即氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，減小壓力時(shí)，化學(xué)平衡將正向移動(dòng)（即向氣體分子數(shù)增加的方向移動(dòng)）；若∑B<0，則N-∑B>1，則K<J

；即氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，減小壓力時(shí)，化學(xué)平衡將逆向移動(dòng)（即向氣體分子數(shù)增加的方向移動(dòng)）；第二十頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響壓力變化K與J化學(xué)平衡的移動(dòng)∑B=0增大壓力減小壓力K=

J化學(xué)平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)∑B>0增大壓力減小壓力K<JK>J逆向，氣體分子數(shù)減少正向，氣體分子數(shù)增加∑B<0增大壓力減小壓力K>JK<J正向，氣體分子數(shù)減少逆向，氣體分子數(shù)增加增大壓力，平衡向氣體分子總數(shù)減少的方向移動(dòng)；減小壓力，平衡向氣體分子總數(shù)增加的方向移動(dòng)。第二十一頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四（二）惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響

*當(dāng)T和P總不變時(shí)，加入惰性氣體，則V增大，則反應(yīng)物和產(chǎn)物的分壓力降低的程度相同；若∑B=0，化學(xué)平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)；若∑B≠0，則化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)增加的方向移動(dòng)。*當(dāng)T和V不變時(shí)，加入惰性氣體，則P總增大，但反應(yīng)物和產(chǎn)物的分壓力不變；K=J，則化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)。第二十二頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響

當(dāng)改變系統(tǒng)的溫度時(shí)，改變了K，而反應(yīng)商J不變，必然使得K≠J，導(dǎo)致化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。

△rHm(T2-T1)lg(K2/K1)=2.303RT2T1△rHm>0，吸熱反應(yīng)△rHm<0，放熱反應(yīng)第二十三頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四對(duì)于吸熱反應(yīng)，△rHm>0（1為原平衡態(tài)）溫度變化K的變化K與J平衡移動(dòng)方向T2>T1K2>K1

K>J正向，吸熱反應(yīng)方向T2<T1K2<K1

K<J逆向，放熱反應(yīng)方向

對(duì)于放熱反應(yīng)，△rHm<0（1為原平衡態(tài)）溫度變化K的變化K與J平衡移動(dòng)方向T2>T1K