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1、关于普通化学化学平衡原理1第1页，讲稿共29张，创作于星期二2第一节标准平衡常数第一节标准平衡常数一、可逆反应二、化学平衡状态三、标准平衡常数第2页，讲稿共29张，创作于星期二3一、可逆反应一、可逆反应 有些化学反应几乎能进行到底，反应物基本上能全部转变为产物。这些几乎进行到底的反应称为不可逆反应。但实际上，大多数反应不能进行到底，只有一部分反应物能转变为产物。这种在同一条件下能同时向两个相反方向进行的化学反应称为可逆反应。MnO22KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)如：如：第3页，讲稿共29张，创作于星期二4 为了表示反应的可逆性，在化学方程式中用为了表示反应的可逆性，在化学方程式
2、中用“”代替代替“”“”或或“”“”。在可逆反应中，把：在可逆反应中，把：从左向右进行的反应称为从左向右进行的反应称为正反应正反应，从右向左进行的反应称为从右向左进行的反应称为逆反应逆反应。（1）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)（2）Sn2+(aq)+2Fe3+(aq)Sn4+(aq)+2Fe2+(aq)（3）ZnS(s)+2H3O+(aq)Zn2+(aq)+H2S(g)+2H2O(l)第4页，讲稿共29张，创作于星期二5二、化学平衡状态二、化学平衡状态 可逆反应进行到一定程度时，系统中反应物与生成物可逆反应进行到一定程度时，系统中反应物与生成物的浓度不再随时间而改变，反应似乎已的浓度不
3、再随时间而改变，反应似乎已“停止停止”。系统的。系统的这种表面上静止的状态叫做这种表面上静止的状态叫做化学平衡状态化学平衡状态。客观上，系统的组成不再随时间而变客观上，系统的组成不再随时间而变 平衡是自发的平衡是自发的 化学平衡是动态平衡化学平衡是动态平衡 平衡组成与达到平衡的途径无关平衡组成与达到平衡的途径无关化学平衡有以下几个重要特点：化学平衡有以下几个重要特点：第5页，讲稿共29张，创作于星期二6三、标准平衡常数三、标准平衡常数根据化学反应等温方程：根据化学反应等温方程：rGm(T)=rGm(T)+RTlnQ 当反应达到平衡状态时当反应达到平衡状态时rGm(T)=0，-rGm(T)=RT
4、lnQeq 在热力学中：在热力学中：-rGm(T)=RTlnK 上标上标eqeq表示在表示在平衡状态下。平衡状态下。则则 K=Qeq ：在一定温度下指定的化学反应在平衡时的反应商是一个只与反：在一定温度下指定的化学反应在平衡时的反应商是一个只与反 应的本质，即反应的应的本质，即反应的r rG Gm m(T)(T)和和K K (T)(T)有关的常数。有关的常数。或或 在一定温度下达到平衡的指定化学反应系统中，各参加反应的在一定温度下达到平衡的指定化学反应系统中，各参加反应的 物种的平衡组成之间存在确定的函数关系。物种的平衡组成之间存在确定的函数关系。说明说明称为标准平衡常数，称为标准平衡常数，表
5、明化学反应进行的程度。表明化学反应进行的程度。第6页，讲稿共29张，创作于星期二7 对于溶液中的反应对于溶液中的反应 Sn2+(aq)+2Fe3+(aq)Sn4+(aq)+2Fe2+(aq)1.标准平衡常数表达式标准平衡常数表达式 对于气相反应对于气相反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）3NH3N2H2第7页，讲稿共29张，创作于星期二8 对于一般化学反应对于一般化学反应标准平衡常数标准平衡常数 K K 用以定量表达化学反应的平衡状态。用以定量表达化学反应的平衡状态。K K 值值越大，平衡混合物中生成物越多而反应物越少，反之亦然。越大，平衡混合物中生成物越多而反应物越少，反之亦然。第8页
6、，讲稿共29张，创作于星期二9 书写标准平衡常数表达式应注意以下三点：（1）若B 为固体、纯液体或稀溶液中的溶剂则 ；若B为气体,则 ；若B为稀溶液中的溶质，则 。（2）标准平衡常数表达式和数值与化学反应方程式有关，同一可逆反应，如果用不同的化学方程式来表示，则标准平衡常数表达式和数值不同。例题 P66 反应（a），（b）（3）标准平衡常数只与反应温度有关，与各平衡组成无关，故在使用时必须注明反应温度第9页，讲稿共29张，创作于星期二10 标准平衡常数可以通过实验测定。只要知道某温度下平衡时反应物和产物的浓度或分压力，就能计算出反应的平衡常数。通常是测定反应物的起始浓度(分压力)及平衡时任一反
7、应物或产物的浓度(分压力)，根据化学反应方程式推算出其他反应物和产物的平衡浓度或平衡分压力，计算出反应的标准平衡常数。第10页，讲稿共29张，创作于星期二112.标准平衡常数的应用标准平衡常数的应用 2.1 判断反应进行的程度 2.2 预测反应的方向 2.3 计算平衡组成第11页，讲稿共29张，创作于星期二122.1 判断反应进行的程度 当可逆反应达到平衡时，反应物转化为产物已经达到了最大限度。若反应的标准平衡常数很大，则平衡时产物的活度若反应的标准平衡常数很大，则平衡时产物的活度比反应物的活度要大得多，说明反应物已大部分转化为比反应物的活度要大得多，说明反应物已大部分转化为产物，产物，反应进
8、行比较完全反应进行比较完全。若反应的标准平衡常数很小，则平衡时产物的活若反应的标准平衡常数很小，则平衡时产物的活度比反应物的活度要小得多，说明反应物只有一小部度比反应物的活度要小得多，说明反应物只有一小部分转化为产物，分转化为产物，反应进行程度很小反应进行程度很小。第12页，讲稿共29张，创作于星期二13 可逆反应进行的程度也常用平衡转化率来表示。反应物 A 的平衡转化率定义为：标准平衡常数和平衡转化率都可以表示反应进行的程度。在通常情况下，标准平衡常数越大，反应物的平衡转化率也越大。第13页，讲稿共29张，创作于星期二142.2 预测反应的方向 在一定温度下，比较标准平衡常数与反应商的相对大
9、小，就能预测反应的方向。当 Q K 时,化学反应逆向自发进行;由化学反应等温方程式及反应的标准平衡常数与反应由化学反应等温方程式及反应的标准平衡常数与反应的标准吉布斯自由能的关系，可知：的标准吉布斯自由能的关系，可知：rGm(T)=RT ln（Q/K)第14页，讲稿共29张，创作于星期二152.3 计算平衡组成 标准平衡常数确定了平衡系统中反应物和产物的浓度或分压力之间的关系。因此，可利用标准平衡常数计算反应物和产物的平衡浓度或平衡分压力。例题 P66 3.1 3.2第15页，讲稿共29张，创作于星期二163.3.多重平衡系统多重平衡系统多重平衡规则多重平衡规则：若若:反应反应3=3=反应反应
10、1+1+反应反应2 2 如如P P6868例例 则：则：这是一个这是一个重要规则重要规则，适用于各种多重平衡系统。，适用于各种多重平衡系统。K3 3=K1 1.K2 2第16页，讲稿共29张，创作于星期二17+)+)K=K1 1.K2 2 =200.012=0.24=200.012=0.24例：例：已知已知:SO:SO2(g)2(g)+1 1/2 2O O2(g)2(g)SOSO3(g)3(g)K1 1=20=20NONO2 2(g)(g)NONO(g)(g)+1 1/2 2O O2(g)2(g)K2 2=0.012=0.012则则:SOSO2(g)2(g)+NO+NO2(g)2(g)SOSO
11、3(g)3(g)+NO+NO(g)(g)例题：P P6969 3.3 3.3第17页，讲稿共29张，创作于星期二18第二节化学平衡移动第二节化学平衡移动一、浓度对化学平衡移动的影响二、压力对化学平衡移动的影响三、温度对化学平衡移动的影响第18页，讲稿共29张，创作于星期二19平衡移动平衡移动 外外界界条条件件改改变变时时一一种种平平衡衡状状态态向向另另一一种种平平衡衡状状态态的的转转化化过过程程叫叫平平衡衡移移动动。所所有有的的平平衡衡移移动动都都服服从从勒勒勒勒夏夏夏夏 特特特特 列列列列 原原原原 理理理理(Le Chateliers principle):若若对对平平衡衡系系统统施施加加
12、外外力力,平平衡衡将将沿沿着着减减小小此此外外力力的的方方向移动。向移动。(Le Chatelier H,1850-1936)法国无机化学家，巴黎大学教授法国无机化学家，巴黎大学教授第19页，讲稿共29张，创作于星期二20一、浓度对化学平衡的影响 增大反应浓度或减少生成物浓度时平衡将沿正反应方向增大反应浓度或减少生成物浓度时平衡将沿正反应方向移动；减小反应物浓度或增加生成物浓度时平衡则沿逆反移动；减小反应物浓度或增加生成物浓度时平衡则沿逆反应方向移动。应方向移动。对于溶液中的化学反应：对于溶液中的化学反应：平衡时平衡时,Q =K c(反应物反应物)增大或增大或c(生成物生成物)减小减小,Q K
13、 ，平衡向逆向移动平衡向逆向移动例如：例如：Fe3+(aq)3H2O(l)Fe（OH）3(s)3H+(aq)加加 水水加盐酸加盐酸第20页，讲稿共29张，创作于星期二21 压力变化对平衡的影响实质是通过浓度的变化起作用。压力变化对平衡的影响实质是通过浓度的变化起作用。改改变变压压力力对对无无气气相相参参与与的的系系统统或或者者反反应应前前后后气气体体分分子子数数相相等等的的反反应应无影响。无影响。若分子数不相等平衡向气体物质的量减小的方向移动。若分子数不相等平衡向气体物质的量减小的方向移动。也可根据也可根据G=RTlnK +RTlnQ 的公式来判断：的公式来判断：QP K 时，时，rrGm K
14、 时，时，rrGm 0,逆向反应能自发进行。逆向反应能自发进行。二、压力对化学平衡的影响第21页，讲稿共29张，创作于星期二22如果平衡系统的总压力增至原来的如果平衡系统的总压力增至原来的2倍倍,则则即即 Q 0，当当T2 T1 时，时，K 2 K 1，平衡右移；，平衡右移；T2 T1 时，时，K 2 K 1，平衡左移。，平衡左移。对于放热反应，对于放热反应，rH m T1 时，时，K 2 K 1，平衡左移；，平衡左移；T2 K 1，平衡右移。，平衡右移。例题：例题：P P7373 3.4 3.4第25页，讲稿共29张，创作于星期二26对于液体：对于液体：可为：可为：P P2 2P P1 1v
15、ap克拉贝龙克拉贝龙克劳修斯方程克劳修斯方程例题：例题：P P7373 3.5 3.5液体的标准摩尔气化焓液体的标准摩尔气化焓第26页，讲稿共29张，创作于星期二271.化学平衡状态和标准平衡常数化学平衡状态和标准平衡常数 Chemical equilibrium and standard equilibrium constant2.浓度对化学平衡移动的影响浓度对化学平衡移动的影响 4.温度对化学平衡移动的影响温度对化学平衡移动的影响 3.压力对化学平衡移动的影响压力对化学平衡移动的影响 第27页，讲稿共29张，创作于星期二28 本章要求本章要求1.掌握化学平衡状态及标准平衡常数概念。掌握化学平衡状态及标准平衡常数概念。2.会利用标准平衡常数进行简单的化学平衡移会利用标准平衡常数进行简单的化学平衡移动判断及有关计算。动判断及有关计算。3.理解浓度、压力、温度使化学平衡移动的原理解浓度、压力、温度使化学平衡移动的原理。理。4.掌握范特霍夫和掌握范特霍夫和克拉贝龙克拉贝龙克劳修斯方程式的克劳修斯方程式的应用。应用。第28页，讲稿共29张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第29页，讲稿共29张，创作于星期二