化學(xué)平衡的基本概念

1、無機(jī)(wj)與分析化學(xué)化學(xué)平衡(huxupnghng)的基本概念1共四十三頁第2章 化學(xué)平衡(huxupnghng)的基本概念2.1 可逆反應(yīng)(kn-fnyng)與化學(xué)平衡2.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)2.3 多重平衡規(guī)則2.4 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的應(yīng)用2.5 化學(xué)平衡的移動2共四十三頁學(xué) 習(xí) 要 求1、掌握(zhngw)化學(xué)平衡的基本知識，會 判斷化學(xué)平衡移動的方向。3、掌握多重平衡規(guī)則(guz)，會用多重 平衡規(guī)則計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)。2、掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表示方法。3共四十三頁習(xí) 題2-3， 2-4，2-5，2-64共四十三頁2.1 可逆反應(yīng)(kn-fnyng)與化學(xué)平衡 大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是可逆的，隨著反

2、應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小,正減小,產(chǎn)物濃度增大,逆增大；某一時(shí)刻：正逆，系統(tǒng)(xtng)組成不變，達(dá)到平衡狀態(tài)。5共四十三頁6共四十三頁化學(xué)平衡(huxupnghng)的特征：（1）化學(xué)平衡是動態(tài)平衡；（2）系統(tǒng)的組成不再隨時(shí)間(shjin)而變；（3）外界條件改變，化學(xué)平衡將 移動。7共四十三頁 2.2 標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)平衡常數(shù)一、經(jīng)驗(yàn)(jngyn)平衡常數(shù) Kc 和 Kp氣相反應(yīng)：aA + bB gG + hH8共四十三頁 C： mol / L 或 mol / m3 P： Pa或kPa9共四十三頁溶液(rngy)中的反應(yīng)： aA + bB gG + hH C：mol / L 或 mol

3、/ m3當(dāng)= (g + h) - (a + b) 0 時(shí) Kc和Kp有量綱(lin n)。10共四十三頁二、標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)平衡常數(shù)K 1、物質(zhì)(wzh)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體： PB = 100 kPa；固體,純液體：P = 100 kPa下的純物質(zhì)溶液：P = 100 kPa，CB= 1 mol / L標(biāo)準(zhǔn)態(tài)壓力和濃度分別用P和C表示 P= 100 kPa； C = 1mol / L.11共四十三頁 2、標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)平衡常數(shù)K的表達(dá)式 化學(xué)反應(yīng)(huxu fnyng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K來源于熱力學(xué)函數(shù)，對于氣相反應(yīng)來說，在數(shù)值上與經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)差別很大(液相反應(yīng)差別不是很大)，而且K是沒有

4、量綱的(稱為量綱一)。 12共四十三頁 大量(dling)計(jì)算表明，只要將平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的平衡濃度（或分壓）除以其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的濃度（或分壓），結(jié)果就與由熱力學(xué)函數(shù)計(jì)算得到的平衡常數(shù)基本相同了。 13共四十三頁標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)平衡常數(shù)K的表達(dá)式： aA + bB gG + hH氣相反應(yīng)： P：Pa 或 kPa14共四十三頁aA + bB gG + hH溶液(rngy)中的反應(yīng)： C：mol / L15共四十三頁 對于(duy)溶液中的反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K的表達(dá)式常常簡寫為：16共四十三頁 使用(shyng)K的表達(dá)式的注意事項(xiàng)：(1) 表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度單位(dnwi)必 須與該物質(zhì)

5、的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相同例如： Zn (s) + 2H+(aq)= Zn2+(aq)+ H2(g)17共四十三頁(2) 表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度(分壓)必 須是反應(yīng)處于平衡(pnghng)狀態(tài)時(shí)的濃度 (分壓)。非平衡狀態(tài)用Q表示：氣相反應(yīng)： aA + bB gG + hHP：Pa或kPa18共四十三頁溶液(rngy)中的反應(yīng)： aA + bB gG + hHC：mol/L19共四十三頁Q稱為濃度(或分壓)商，通常(tngchng)簡寫為：20共四十三頁(3) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K與化學(xué)計(jì)量方 程的寫法有關(guān)，因此，在應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)時(shí)必須給定(i dn)化學(xué) 計(jì)量方程。21共四十三頁(4) 平衡常數(shù)表達(dá)式中沒有固

6、體和溶 劑，即使有固體和溶劑參與反應(yīng)。(5) 在給定化學(xué)計(jì)量方程的條件下， 平衡常數(shù)只與溫度(wnd)有關(guān)（理想狀 態(tài)），與起始濃度（分壓）無關(guān)。22共四十三頁2.3 多重平衡(pnghng)規(guī)則 若一個(gè)反應(yīng)可以由另外幾個(gè)反應(yīng)通過代數(shù)運(yùn)算得到(d do)，則這個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)也可由另外幾個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)運(yùn)算得到(d do)。23共四十三頁1、若新反應(yīng)(fnyng)由原反應(yīng)乘以一常數(shù)n 得到，則新反應(yīng)的平衡常數(shù)K等 于原反應(yīng)的平衡常數(shù)K*的n次方。 即： K = (K*) n24共四十三頁如，已知：25共四十三頁2、若新反應(yīng)(fnyng)由原兩個(gè)反應(yīng)相加得 到，則新反應(yīng)的平衡常數(shù)K等 于原兩個(gè)反

7、應(yīng)的平衡常數(shù)K1和 K2的積。即： K = K1K226共四十三頁如，p.7，例2-2已知25時(shí)，反應(yīng)(fnyng)： 27共四十三頁3、若新反應(yīng)(fnyng)由原兩個(gè)反應(yīng)相減得 到，則新反應(yīng)的平衡常數(shù)K等 于原兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)K1和 K2 的商。即：28共四十三頁Mn(OH)2+2NH4+Mn2+2NH3H2O25時(shí)，已知下列(xili)反應(yīng)的平衡常數(shù)： (1) Mn(OH)2 Mn2+ + 2OH - (2) NH3H2 ONH4+ +OH - 試計(jì)算(j sun)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)29共四十三頁2.4 標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)平衡常數(shù)的應(yīng)用2.4.1 判斷(pndun)反應(yīng)的程度 化學(xué)反應(yīng)

8、能夠達(dá)到的最大程度時(shí)進(jìn)行到平衡狀態(tài)，從K的表達(dá)式可知， K大，平衡時(shí)產(chǎn)物濃度就大，相應(yīng)反應(yīng)物的濃度就小，這就意味著反應(yīng)進(jìn)行得完全。30共四十三頁2.4.2 預(yù)測反應(yīng)(fnyng)的方向以溶液(rngy)中的反應(yīng)為例： aA(aq)+bB(aq) gG(aq)+hH(aq) 31共四十三頁 根據(jù)Q和K的相對大小就能判斷反應(yīng)(fnyng)的方向：QK，反應(yīng)處于(chy)平衡狀態(tài)。QK，反應(yīng)向正方向進(jìn)行，QK，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，32共四十三頁 化學(xué)平衡(huxupnghng)就是Q逐步向K趨近，最終相等的過程。33共四十三頁2.4.3 利用(lyng)K計(jì)算化學(xué)平衡的組成 平衡狀態(tài)是化學(xué)反應(yīng)能夠達(dá)到

9、的最大程度，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物究竟有多少已經(jīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，這與K的大小有關(guān)， K越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的分?jǐn)?shù)就越大。在實(shí)際(shj)應(yīng)用中，直接用轉(zhuǎn)化率來表示反應(yīng)的完全程度。34共四十三頁轉(zhuǎn)化率常用(chn yn)表示：對于溶液(rngy)中的反應(yīng)，也可以表示為：35共四十三頁2.5 化學(xué)平衡(huxupnghng)的移動 化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，當(dāng)： Q K 時(shí)，反應(yīng)處于平衡(pnghng)狀態(tài)。 若外界條件改變，將破壞上述平衡的條件，化學(xué)平衡將移動。36共四十三頁一、濃度(分壓)對化學(xué)平衡(huxupnghng)的影響外界條件(tiojin)： 溫度、濃度(分壓)、壓力 濃度變化將改變Q，

10、若增加反應(yīng)物的濃度，Q將變小， 使得 QK，反應(yīng)向正方向進(jìn)行，平衡向右移動。37共四十三頁二、壓力(yl)對化學(xué)平衡的影響 壓力只對參加(cnji)反應(yīng)的氣體物質(zhì)產(chǎn)生作用，若反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的計(jì)量數(shù)相等，則化學(xué)平衡不受壓力的影響，若反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的計(jì)量數(shù)不相等，則壓力變化會使Q改變。38共四十三頁 若反應(yīng)前氣體物質(zhì)(wzh)的計(jì)量數(shù)大于反應(yīng)后的。如：則增加壓力， Q 將變小， 使得(sh de) QK，反應(yīng)向正方向進(jìn)行，平衡向右移動。39共四十三頁三、溫度(wnd)對化學(xué)平衡對影響 溫度變化將改變K，對于放熱反應(yīng)，增加溫度，K將變小， 使得 Q K，反應(yīng)(fnyng)向逆方向進(jìn)行，平衡向左移動。40共四十三頁 如果以某種形式改變一個(gè)平衡系統(tǒng)的條件(tiojin)（如溫度、壓力、濃度等），平衡就會向著減弱這種改變的方向移動。呂查德里原理適用于所有的動態(tài)平衡系統(tǒng)。四、呂查德里原理(yunl)41共四十三頁本章(bn zhn)結(jié)束42共四十三頁內(nèi)容摘要無機(jī)與分析化學(xué)。化學(xué)平衡的基本概念。3、掌握多重平衡規(guī)則，會用多重。標(biāo)準(zhǔn)態(tài)壓力和濃度分別用P和C表示。對于溶液中的反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K的表達(dá)式常常簡寫為：。使用K的表達(dá)式的注意事項(xiàng)：。(3) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K與化學(xué)計(jì)量方。(5) 在