《基礎(chǔ)化學(xué)》課件-06化學(xué)平衡

化學(xué)平衡點(diǎn)擊此處添加副標(biāo)題目錄CONTENTS化學(xué)平衡01平衡常數(shù)02多重平衡規(guī)則03化學(xué)平衡計(jì)算04影響化學(xué)平衡的因素05化學(xué)平衡什么是可逆反應(yīng)？在同一條件下既能正向反應(yīng)又能逆向反應(yīng)。uu逆u正tu正=u逆例如：合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)化學(xué)平衡

對(duì)于一可逆反應(yīng)，在一定條件下，當(dāng)正、逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)體系中各物質(zhì)濃度或分壓不再隨時(shí)間而改變，這種狀態(tài)稱(chēng)為化學(xué)平衡。（1）化學(xué)平衡狀態(tài)最主要的特征是可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等?？赡娣磻?yīng)達(dá)到平衡后，只要外界條件不變，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變。（2）化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，實(shí)際上反應(yīng)并沒(méi)有終止，正反應(yīng)和逆反應(yīng)始終在進(jìn)行著，只是由于單位時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)（生成物和反應(yīng)物）的生成量和消耗量相等，從而使各物質(zhì)的濃度都保持不變，反應(yīng)物與生成物處于動(dòng)態(tài)平衡?；瘜W(xué)平衡的特點(diǎn)：（4）化學(xué)平衡可雙向達(dá)到。由于反應(yīng)是可逆的，因而化學(xué)平衡即可由反應(yīng)物開(kāi)始達(dá)到平衡，也可以由產(chǎn)物開(kāi)始達(dá)到平衡。（3）化學(xué)平衡是有條件的?；瘜W(xué)平衡只能在一定的外界條件下才能保持，當(dāng)外界條件改變時(shí)，原平衡就會(huì)被破壞，隨后在新的條件下建立起新的平衡。逆變定動(dòng)等平衡常數(shù)

在可逆反應(yīng)達(dá)成平衡時(shí)，生成物濃度冪（以反應(yīng)方程式中相應(yīng)的計(jì)量系數(shù)為指數(shù)）的乘積與反應(yīng)物濃度冪（以反應(yīng)方程式中相應(yīng)的計(jì)量系數(shù)為指數(shù)）的乘積之比為一個(gè)常數(shù)。稱(chēng)為平衡常數(shù)，用K表示。如反應(yīng)是在溶液中進(jìn)行的，則平衡常數(shù)為：

aA+bBdD+eE

例如對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：Kc=若反應(yīng)物與生成物均為氣體，則平衡常數(shù)為：

Kp=Kc和Kp都是從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到的。所以Kc和Kp統(tǒng)稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)。

——濃度平衡常數(shù)——壓力平衡常數(shù)本課程采用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)平衡常數(shù)）表達(dá)式：

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)=熱力學(xué)平衡常數(shù)

=若是氣體反應(yīng)，則標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為：

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

是無(wú)量綱的量。

平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，不隨濃度的改變而改變。在書(shū)寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.如果有固體或純液體參與反應(yīng)時(shí)，不把它們寫(xiě)入表達(dá)式中。CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)如：=HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac－(aq)====()22.平衡常數(shù)表達(dá)式及的數(shù)值與反應(yīng)方程式的寫(xiě)法有關(guān)

1/2N2O4(g)NO2(g)

N2O4(g)2NO2(g)

例如：平衡常數(shù)也可以通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算求得：△rG=–RTlnlg=–多重平衡規(guī)則多重平衡規(guī)則：1）若一個(gè)反應(yīng)是另幾個(gè)反應(yīng)之和，則該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)等于這幾個(gè)分步反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)之積。2）若一個(gè)反應(yīng)是另兩個(gè)反應(yīng)之差，則該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)等于這兩個(gè)分步反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)之商。例3–2

已知下列兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)：

①AgCl(s)Ag+(aq)+Cl–(aq)=1.8×10–10

②[Ag(NH3)2]+(aq)Ag+(aq)+2NH3(aq)=8.9×10–8

求反應(yīng)③AgCl(s)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl－(aq)的平衡常數(shù)。

根據(jù)多重平衡規(guī)則：

=/==2.0×10–3

解:反應(yīng)①–反應(yīng)②=反應(yīng)③化學(xué)平衡計(jì)算

某一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率是指化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡后，該反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分?jǐn)?shù)，是理論上能達(dá)到的最大轉(zhuǎn)化率（以

來(lái)表示）：

=×100％主要涉及下面幾個(gè)方面：1）計(jì)算Kθ2）計(jì)算各物質(zhì)的平衡濃度或平衡分壓3）計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率例3-3

AgNO3和Fe(NO3)2兩種溶液會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：

在25℃時(shí)，將AgNO3和Fe(NO3)2兩溶液混合，開(kāi)始時(shí)溶液中Ag+和Fe2+離子濃度均為0.100mol/L，達(dá)到平衡時(shí)Ag+的轉(zhuǎn)化率為19.4％。求該溫度下的平衡常數(shù)。Fe2++Ag+Fe3++Ag1）根據(jù)題意寫(xiě)出反應(yīng)式2）寫(xiě)出各物質(zhì)的初始量3）找出各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量4）求出平衡時(shí)各物質(zhì)的量5）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算解題步驟：起始濃度：0.1000.100

0(mol/L)轉(zhuǎn)化濃度：–0.1×19.4％–0.1×19.4％0.1×19.4％(mol/L)=–0.0194=–0.0194

=0.0194平衡濃度：0.1–0.01940.1–0.0194(mol/L)=0.0806=0.0806

0.0194Fe2++

Ag+Fe3+

+Ag

解:影響化學(xué)平衡的因素

一個(gè)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的反應(yīng)體系，當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí),化學(xué)平衡就被破壞，反應(yīng)向某一方向進(jìn)行，在新的條件下達(dá)到新的平衡,這就是化學(xué)平衡的移動(dòng)。對(duì)任一化學(xué)反應(yīng)：aA

+bBdD+eE其反應(yīng)商為：

Ｑ=平衡時(shí)：Q=K?如果增加反應(yīng)物的濃度或減少生成物的濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)Ｑ＜則：如果增加生成物的濃度或減少反應(yīng)物的濃度Ｑ＞

則：平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)Ｑ=反應(yīng)處于平衡狀態(tài)1、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響Ｑ＞

反應(yīng)不能正向自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)向逆向進(jìn)行，

平衡向左移動(dòng)?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的反應(yīng)商判據(jù):Ｑ=化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；Ｑ＜

反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行，平衡向右移動(dòng)；例3–5

含有0.100mol/LAgNO3、0.100mol/LFe(NO3)2和0.0100mol/LFe(NO3)3的溶液中，發(fā)生如下反應(yīng)：Fe2+(aq)+Ag+(aq)Fe3+(aq)+Ag(s)25℃時(shí)的平衡常數(shù)K=2.98。（l）反應(yīng)向哪一方向進(jìn)行？（2）平衡時(shí)，Ag+、Fe2+、Fe3+的濃度各為多少？Ｑ===1

Ｑ＜K

反應(yīng)向正方向進(jìn)行。（l）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的反應(yīng)商：解：開(kāi)始濃度/(mol/L)0.1000.100 0.0100濃度變化/(mol/L)–x–x

+x

平衡濃度/(mol/L)0.100–x0.100–x0.0100+x=K=2.98x=0.013c(Fe3+)=0.0100+0.013=0.023mol/Lc(Fe2+)=c(Ag+)=0.087mol/L（2）平衡組成的計(jì)算：Fe2+(aq)+Ag+(aq)Fe3+(aq)+Ag(s)對(duì)于一般的氣相反應(yīng)：=aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)

對(duì)于有氣體物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，反應(yīng)系統(tǒng)壓力的改變對(duì)平衡移動(dòng)的影響要視具體情況而定。=平衡時(shí)：2、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響當(dāng)將反應(yīng)系統(tǒng)壓縮至V/

x

（x＞l）時(shí):Ｑ==x△nK

1.△n＞0的反應(yīng)，為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，若體積縮小，總壓增加，x△n＞1，此時(shí)，Ｑ＞K，平衡向逆方向移動(dòng)，即平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)。

總之，△n≠0時(shí)，如經(jīng)壓縮，使系統(tǒng)總壓力增加，各組分的分壓也增加，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)，即向減小壓力的方向移動(dòng)。2.△n＜0的反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，體積縮小時(shí)，總壓增加，x△n＜1；Ｑ＜K，平衡向正方向移動(dòng)，即平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)。3.△n=0的反應(yīng)，在反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，壓縮使總壓力改變時(shí)，x△n=1，Ｑ=K，此時(shí)，平衡不發(fā)生移動(dòng)。結(jié)論：

增大壓力平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng);

如果反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不變，則壓力的改變對(duì)平衡沒(méi)有影響.結(jié)論：

◆升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)

◆降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)

對(duì)于一個(gè)給定的反應(yīng)，如果溫度變化不大，可以忽略Δr

Hm和ΔrSm隨溫度的改變。若反應(yīng)在溫度T1下的平衡常數(shù)為，在溫度T2下的平衡常數(shù)為則有下面的關(guān)系式：3、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響

催化劑不能改變反應(yīng)的ΔrGm

和K?，因而對(duì)平