化学反应进行得程度与化学平衡.doc
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1、第三章化学反应进行得程度与化学平衡学习指导课程内容1、 化学平衡与平衡常数1) 化学平衡得基本特征2) 标准平衡常数3) 平衡常数与反应速率系数得关系4) 标准平衡常数得实验测定5) Gibbs函数与化学平衡2、标准平衡常数得应用1) 判断反应得程度2) 预测反应方向3) 计算平衡组成3、 化学平衡得移动1) 浓度对化学平衡得影响2) 压力对化学平衡得影响3) 温度对化学平衡得影响4) Le Chatelier原理5) 两个需要说明得问题1、 化学平衡与平衡常数1、1 化学平衡得基本特征1、 可逆反应习惯上将从左到右得反应称为正反应,从右到左得反应叫做逆反应。在同一条件下既可以正向进行得又能逆
2、向进行得反应称为可逆反应(reversible reaction)。如: H2(g) + I2(g) 2HI(g)大多数化学反应都就是可逆得。在密闭容器中,可逆反应不能进行“到底”,即反应物不能完全转化为产物。2、 不可逆反应 有些反应逆向进行得趋势很小,正反应几乎能进行到底,这种反应叫做不可逆反应(nonreversible reaction)。如氯酸钾得分解反应:该反应逆向进行得趋势很小。3、 化学平衡 对于任一个可逆反应,在一定条件下进行到某一时刻后,其正反应速率等于逆反应速率,即:(正)= (逆)此时反应物与生成物得浓度不会再发生改变。反应系统所处得状态称为化学平衡(chemical
3、equilibrium)。4、化学平衡得基本特征(1) 在适宜条件,可逆反应可以达到平衡状态。(2) 化学平衡就是动态平衡,从微观上瞧,正、逆反应仍在进行,只就是净反应结果无变化。(3) 当条件一定时,平衡状态下,平衡组成不再随时间发生变化。(4) 只要系统中各物种得组成相同,不管从那个方向开始,最终达到平衡时,系统组成相同,或称之为平衡组成与达到平衡得途径无关。1、2 标准平衡常数1、 实验平衡常数 大量得实验表明:在一定温度下,可逆反应达到平衡时,各产物浓度(或分压)幂得乘积与各反应物浓度(或分压)幂得乘积之比就是一个常数,称为实验平衡常数(experimental equilibrium
4、 constant)。2、 标准平衡常数由于热力中对物质得标准态作了规定,平衡时各物种均以各自得标准态为参考态,热力学中得平衡常数为标准平衡常数(standard equilibrium constant),以K表示。 3、 标准平衡常数表达式对一般得化学反应,当温度一定时:aA(g) + bB(aq) + cC(s) xX(g)+yY(aq)+zZ(s)其标准平衡常数表达式为:4、 标准平衡常数表达式得说明 (1) 在标准平衡常数表达式中,气体得平衡分压要除以P(100kPa);溶质得平衡浓度要除以C(1mol/L);不出现液体与固体得相应物理量。(2 ) K就是温度得函数,与浓度、分压无关
5、(3 )K就是量纲一得量。(4) 标准平衡常数表达式必须与化学反应计量式相对应。5、 多重平衡原理 (multiple equilibrium regulation)如果多个化学反应计量式经过线性组合可以得到一个总得化学反应计量式,则总反应得标准平衡常数等于各反应得标准平衡常数之积或商。1、3 平衡常数与反应速率系数得关系平衡常数与反应速率系数得关系:K=k正k逆不管反应就是元反应还就是复合反应,反应得平衡常数可以表示为正反应速率系数与逆反应速率系数之比。由于速率系数只取决于温度,而与浓度无关。不难瞧出,平衡常数与浓度无关,只与温度有关。Vant Hoff 等压方程式: 对放热反应,T2T1时
6、, K2 T1时, K2 K1 。1、4 标准平衡常数得实验测定 确定标准平衡常数数值最基本得方法就是通过实验测定。通常,只要知道一定温度下各反应物得初始分压或浓度与平衡时某一物种得分压或浓度,根据化学反应得计量关系可以推算出平衡时其她反应物与产物得分压或浓度。代入标准平衡常数表达式即可算出标准平衡常数得值。1、5 Gibbs函数与化学平衡1、等温方程式(isothermal equation):反应得Gibbs函数变不仅与温度有关,还与系统得组成有关。非标准状态时反应得Gibbs函数变 J称为反应商(reaction quotient)对一般得化学反应:aA(g) + bB(aq) + cC
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