《化學(xué)平衡常數(shù)》PPT課件.ppt

1,第6章 化學(xué)平衡常數(shù) Chapter 6 chemical Equilibrium Constant,2,本章要求 1、建立化學(xué)平衡常數(shù)的概念。 2、掌握反應(yīng)產(chǎn)率或反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率的計(jì)算。 3、學(xué)會(huì)討論濃度、分壓、總壓和溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響。,3,6.1 化學(xué)平衡狀態(tài) (chemical equilibrium state ) 6.1.1 化學(xué)平衡 化學(xué)反應(yīng)有可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)之分，但大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是可逆的. 例如:,化學(xué)平衡有以下幾個(gè)鮮明的特點(diǎn) 客觀上，系統(tǒng)的組成不再隨時(shí)間而變 平衡是自發(fā)的 化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡 平衡組成與達(dá)到平衡的途徑無(wú)關(guān),4,6.1.2 勒沙特列原理 如果改變維持化學(xué)平衡的條件（濃度、壓力和溫度），平衡就會(huì)向著減弱這種改變的方向移動(dòng). Le Chatelier原理適用于處于平衡狀態(tài)的體系，也適用于相平衡體系.,1、并不是改變?nèi)魏螚l件，化學(xué)平衡都會(huì)移動(dòng)，而只有改變維持平衡的條件，平衡才會(huì)移動(dòng)。 2、勒沙特列原理指明的只是平衡移動(dòng)的方向。 3、Le Chatelier原理只是說(shuō)的是熱力學(xué)的自發(fā)趨勢(shì)，是一種可能性。 4、勒沙特列原理不能首先判斷體系是否處于平衡狀態(tài)，不能進(jìn)行定量。,5,6.2 平衡常數(shù) (equilibrium constant),6.2.1 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)(standard equilibrium constant) 由范特霍夫等溫方程(p220)：,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí), 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的意義： 在一定溫度下，當(dāng)氣相系統(tǒng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，參與反應(yīng)的各氣體的分壓與熱力學(xué)標(biāo)壓之比以方程式中的計(jì)量系數(shù)為冪的連乘積是一個(gè)常數(shù)。,6,（1）標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K用以定量表達(dá)化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài).K值越大，平衡混合物中生成物越多而反應(yīng)物越少，反之亦然.,氣相反應(yīng),溶液反應(yīng),7,對(duì)于一般化學(xué)反應(yīng),是無(wú)量綱的量 是溫度的函數(shù)，與濃度、分壓無(wú)關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式必須與化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式相對(duì)應(yīng),8,你能弄清 、 、 之間的關(guān)系嗎？,9,6-2已知反應(yīng) ICl(g) = 1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) 在 25 時(shí)的平衡常數(shù)為 K = 2.210-3，試計(jì)算下列反應(yīng)的平衡常數(shù)： (1)2ICl(g) = I2(g) + Cl2(g) (2)1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) = ICl(g),10,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的應(yīng)用,11,(3) 計(jì)算平衡時(shí)各物種的組成 6-6反應(yīng) CO(g) + H2O(g) = CO2 + H2(g) 在 749K 時(shí)的平衡常數(shù) K =2.6 。設(shè)（1）反應(yīng)起始時(shí) CO 和 H2O 的濃度都為 1mol/L（沒(méi)有生產(chǎn)物，下同）；（2）起始時(shí) CO 和 H2O 的摩爾比為1比3，求 CO 的平衡轉(zhuǎn)化率。用計(jì)算結(jié)果來(lái)說(shuō)明勒夏特列原理。,12,6.2.2 實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù) 平衡常數(shù)的獲得除了由熱力學(xué)計(jì)算外，還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。 實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)(經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)) 由實(shí)驗(yàn)得到的平衡常數(shù)。 實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)：一種是濃度平衡常數(shù)Kc 另一種分壓平衡常數(shù)Kp,13,6.2.3 偶聯(lián)反應(yīng)的平衡常數(shù) 偶聯(lián)反應(yīng)兩個(gè)及其以上的化學(xué)平衡組合起來(lái)形成的新反應(yīng)。,由以上兩個(gè)化學(xué)平衡組合起來(lái)形成的新反應(yīng)。（1）+（2）=（3）,14,化學(xué)平衡的移動(dòng) (shifting of the chemical equilibrium position),6. 3 濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響 從一種化學(xué)平衡的移動(dòng):當(dāng)外界條件改變時(shí),化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種平衡狀態(tài)的過(guò)程.,對(duì)于溶液中的化學(xué)反應(yīng), 平衡時(shí), J = K 當(dāng)c(反應(yīng)物)增大或c(生成物)減小時(shí), J K， 平衡向逆向移動(dòng),15, 先計(jì)算反應(yīng)商，判斷反應(yīng)方向,J Kq , 反應(yīng)正向進(jìn)行,16, 求 Ag+ 的轉(zhuǎn)化率,說(shuō)明平衡向右移動(dòng),17,如果保持溫度、體積不變，增大反應(yīng)物的分壓或減小生成物的分壓，使J減小，導(dǎo)致J Kq，平衡向逆向移動(dòng).,6.4 壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響, 部分物種分壓的變化,恒溫下壓縮為原體積的,18,對(duì)于氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)， B 0，x B 1，JKq，平衡向逆向移動(dòng)，即向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng). 對(duì)于氣體分子數(shù)減小的反應(yīng) ，B 0， x B 1， J Kq，平衡向正向移動(dòng)，即向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng). 對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)， B =0， x B =1， J= Kq，平衡不移動(dòng)., 在惰性氣體存在下達(dá)到平衡后,再恒溫壓縮, B 0，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng), B =0，平衡不移動(dòng). 對(duì)恒溫恒容下已達(dá)到平衡的反應(yīng)，引入惰性氣體，反應(yīng)物和生成物pB不變，J= Kq，平衡不移動(dòng). 對(duì)恒溫恒壓下已達(dá)到平衡的反應(yīng)，引入惰性氣體，總壓不變，體積增大，反應(yīng)物和生成物分壓減小，如果 B 0，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)., 惰性氣體的影響,19,6. 5 溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響 KC(T)是溫度的函數(shù)。 溫度變化引起K C (T)的變化，導(dǎo)致化學(xué)平衡的移動(dòng).,20,用后式子減前式即得:,此式表明: 溫度對(duì)平衡常數(shù)得影響與反應(yīng)的焓變正負(fù)號(hào)是有關(guān)的。對(duì)于吸熱反應(yīng)，反應(yīng)焓為正，溫度升高，平衡常數(shù)增大； 對(duì)于放熱反應(yīng)，反應(yīng)焓為負(fù)，溫度升高，平衡常數(shù)減小。,21,請(qǐng)?zhí)貏e注意！, 催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng) 催化劑使正、逆反應(yīng)的活化能減小相同的量，同等倍數(shù)增大正、逆反應(yīng)速率系數(shù)，但不能改變標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，也不改變反應(yīng)商.催化劑只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，不能改變平衡組成.,作業(yè)：P260, 4,18,22,22,6-5已知 HCN = H+ + CN- K1 = 4.910-10 NH3 + H2O = NH4+ + OH- K2 = 1.810-5 H2O = H+ + OH- K3 = 1.010-14 求反應(yīng) NH3 + HCN = NH4+ + CN- 的平衡常數(shù) K 。,23,6-10求 10-5Pa 的高真空中分解 CuO 的最低溫度。,24,6-26實(shí)驗(yàn)指出，無(wú)水三氯化鋁在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)壓力下的以下各溫度時(shí)測(cè)定的密度為： T/ 200 600 800 d/kgL-1 6.810-3 2.6510-3 1.5110-3 A.求三氯化鋁在 200 和 800 時(shí)的分子式。 B.求 600下的平衡物種。 C.求 600下個(gè)物種的平衡分壓。 D.求 600