1、第七章 化学平衡 7.2 平衡常数7.3 平衡常数与Gibbs自由能变7.4 化学平衡的移动7.1 化学反应的可逆性和化学平衡7.1 化学反应的可逆性和化学平衡Fe2O3(s)+3 CO(g)=2 Fe(s)+3 CO2(g)炼一吨 Fe 需多少焦炭（C）？C(s)+0.5 O2(g)=CO(g)是否全部的C(s)能转化成CO(g)，全部的Fe2O3(s)和CO 能全部转化成Fe(s)和 CO2(g)？答案：否！可逆反应，动态平衡（G=0）正向反应速率=逆向反应速率 平衡常数以及平衡的移动化学平衡的特点动态平衡浓度速率时间A Bkfkr7.2 平衡常数可逆反应：aA+bB=cC+dD若均为气体
2、，且在温度为 T(K)时达到平衡：一、经验平衡常数KpPPPPbBaAdDcC其中，PA 等为平衡分压，Kp 为压力平衡常数若在溶液中，平衡时的浓度分别为A ,KcBADCbadcKc 为浓度平衡常数Kp、Kc 可由实验测定，称之为经验平衡常数例:H2(g)+I2(g)=2 HI(g)起始浓度(103mol/dm3)平衡浓度(103mol/dm3)实验 编号(H2)(I2)(HI)H2 I2 HI IHHIKc222 1 10.677 11.695 0 1.831 3.129 17.67 54.5 2 11.354 9.044 0 3.560 1.250 15.59 54.6 3 11.357
3、 7.510 0 4.565 0.738 13.54 54.5 4 0 0 4.489 0.479 0.479 3.531 54.4 5 0 0 10.692 1.141 1.141 8.410 54.3 注：（）中的为起始浓度；中的为平衡浓度。在一定温度下，Kc 为常数 测定平衡时各组分的浓度（或分压），通过平衡常数表达式，可求出K.N2(g)+3 H2(g)2NH3(g)32223HNNHKcNH3的合成NH3的分解在一定温度下，Kc 相同，但平衡浓度不一定相同。二、平衡转化率 化学反应达到平衡状态时，体系中各物质的浓度不再随时间而改变，这时反应物已最大限度地转变为生成物。利用平衡转化率来
4、标志化学反应在某个具体条件下的完成程度。反应的转化率是指已转化为生成物的部分占该反应物起始总量的百分比。三、标准平衡常数（K)在液相反应中把平衡浓度除以标准状态下浓度；在气相反应中把平衡分压除以标准压强；使计算出的标准平衡常数为一无量纲的常数。在液相反应的Kc与K 在数值上相等，而在气相反应的Kp一般不与其K 的数值相等。bBaAhHgGbahgppppppppcBcAcHcGK四、平衡常数书写的注意事项（1）反应方程式的书写不同，平衡常数值不同。如：273 k 时，反应N2O4(g)=2NO2(g)的平衡常数 K=0.36,则反应2NO2(g)=N2O4(g)K=1/0.36=2.78反应N
5、O2(g)=0.5 N2O4(g)K=(1/0.36)0.5=1.7（2）纯液体、纯固体参加反应时，其浓度（或分压）可认为是常数，均不写进平衡常数表达式中。Fe3O4(s)+4 H2(g)=3 Fe(s)+4 H2O(g)（3）K 与温度有关，但与反应物浓度无关。K 还取决于反应物本性。五、化学反应的限度与平衡常数KK 反映了在给定温度下，反应的限度。K值大，反应容易进行。一般认为，（1）K 10+7自发，反应彻底（2）K 10-7非自发，不能进行（3）10+7 K 10-7 一定程度进行反应程度受浓度、压力、等条件的影响。可通过实验条件促进平衡的移动。怎样求K?（1）测定（2）热力学计算六、
6、标准平衡常数与化学反应的方向反应商bahgcBcAcHcGQ Q K，逆向进行 Q=K，平衡状态Q 与 K 的关系与反应的方向7.3 平衡常数与Gibbs自由能变当体系处于平衡状态时，rGm=0,同时Q=K，此时QRTGGmmlnKRTGmln Q K时rGm K时rGm0 逆反应自发进行经验数据-40 kJ/mol K 10+7 反应自发、完全+40 kJ/mol K 107 反应不可能-40 +40 107 K 10+7可通过改变条件 来促进反应进行mGmGmG7.4 化学平衡的移动条件改变使平衡态变化 浓度 压力 温度一、浓度对化学平衡的影响在恒温条件下增加反应物减小生成物浓度，平衡向正
7、反应方向移动；相反，减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。二、压力对化学反应的影响物质的状态及其反应前后量的变化压力的影响固相可忽略液相可忽略气相反应前后计量系数相同无气相反应前后计量系数不相同有三、温度对化学平衡的影响浓度、压力变化，平衡常数 K 不变；温度变化，K 改变。设T1时的平衡常数为T2时的平衡常数为TK1TK2RSRTHKT30.230.2lg11RSRTHKT30.230.2lg22两式相减，得Vant Hoff 方程式211230.2lg12TTTTRHKKTT对Vant Hoff 方程式的讨论（1）当 H 0(吸热反应)，T (T2 T1),即：升高温度，平衡向吸热方向移动降低温度，平衡向放热方向移动利用Vant Hoff 方程式：（1）已知 H 时，从 T1、求T2 时的（2）求 H（当已知不同温度下的值时）TTKK12 KTTKK21 TK1TK2勒 夏特里（Le Chatelier)原理：改变平衡体系的外界条件时，平衡向着削弱这一改变的方向移动。（也称为化学平衡移动原理）。浓度：增加反应物浓度，平衡向生成物方向移动；压力：增加压力，平衡向气体计量系数减小方向移动；温度：升高温度，平衡向吸热方向移动。
