普通化學同濟傳第一章第四節(jié)

1、1第四節(jié)化學平衡？化學反應的可逆性與化學平衡？平衡常數(shù)？化學平衡移動？化學平衡計算舉例普通化學 第一章2一、化學反應的可逆性與化學平衡1、什么是“化學反應的可逆性”？ CO + H2O CO2 + H2 也可以： CO2 + H2 CO + H2O 合起來寫： CO + H2O CO2 + H2 既能正向進行，又能逆向進行的反應，叫“可逆反應”?；瘜W反應的這種性質(zhì)，稱為化學反應的“可逆性”。*幾乎所有的化學反應都是可逆的。所不同的只是程度上的差別，有的可逆程度大些（如上例），有的可逆程度小些（例如：Ag+ + Cl- = AgCl)。很少有化學反應能“進行到底”，已知進行得“最完全”的化學反應

2、是： 2 KClO3 = 2 KCl + O232、什么是化學平衡？ 所謂化學平衡，指的是這樣一種狀態(tài)，此時： 正向反應的速度與逆向反應的速度相等 參與反應的物質(zhì)的濃度保持一定 動態(tài)的平衡，而非化學反應停止 化學反應的可逆性的定量表征：平衡常數(shù) 4二、平衡常數(shù)1、什么是“平衡常數(shù)”？ 對于一個特定化學反應 aA + bB dD + eE 當反應達到平衡狀態(tài)，有rGm(T) = 0 即： 其中：pA、pB、pD、pE是指在平衡時的分壓, , ,5對上式進行變換：令：則有： 此式給出了平衡常數(shù)與熱力學狀態(tài)函數(shù)之間的關系。 6如果是溶液中的反應，可依此類推：令：則有：7 平衡常數(shù)反應了某一個化學反應

3、進行完全的程度，數(shù)值越大，說明反應進行得越完全。 平衡常數(shù)可由實驗的方法測定。即：當反應達到平衡后，分別測出各反應物質(zhì)的分壓（或濃度），再計算出平衡常數(shù)的數(shù)值。 在同一溫度下，平衡常數(shù)的數(shù)值，不隨壓力（濃度）的變化而改變，是一個定值（常數(shù)）。 平衡常數(shù)與反應的標準摩爾吉布斯自由能相關，是化學反應的熱力學性質(zhì)之一。注意要點：82、平衡常數(shù)與溫度的關系93、平衡常數(shù)與化學反應的方向反應商判據(jù)從范特霍夫等溫式可得出恒溫恒壓、任意狀態(tài)下的計算公式： rGmrGmRT lnJ 當反應達到化學平衡時，反應平衡常數(shù) K 與標準吉布斯自由能變有如下關系： rGm - RT ln K （因為： 0rGm RTl

4、n K ）兩式合并： rGm - RT ln K RT lnJ 或： rGm - RT ln由此得出化學反應反應商判據(jù)： 若J K , 則 rGm K ，則 rGm 0 反應逆向進行 K J10三、化學平衡移動1、什么是“化學平衡移動”？ 化學平衡是一個相對的、有條件的狀態(tài)。一旦平衡的條件發(fā)生了變化，“平衡”就被打破，化學反應就要向某個方向進行，然后在這一新的條件下重新達到平衡。這種由于平衡條件的變化，舊的平衡打破，新的平衡建立的過程，就稱做“化學平衡移動”。112、影響化學平衡的因素 影響化學平衡的因素主要有： 濃度、壓力、溫度。 12濃度的影響： 增加反應物濃度、減小生成物濃度，平衡向正反

5、應方向進行。 減小反應物濃度、增加生成物濃度，平衡向負反應方向進行。 aA + bB dD + eE13壓力的影響： 對于有氣態(tài)物質(zhì)參加的反應，增加反應體系的總壓力，平衡向氣態(tài)分子數(shù)減少的反應方向移動；降低總壓力，平衡向氣態(tài)分子數(shù)增加的反應方向移動。如果反應前后氣體分子的總數(shù)不變，則總壓力的變化，對化學平衡沒有影響。 氣態(tài)分子總數(shù)增加的反應： CaCO3 = CaO + CO2氣態(tài)分子總數(shù)不變的反應： CO + H2O = CO2 + H214溫度的影響： 溫度升高，平衡向吸熱（H 0)的反應方向移動； 溫度降低，平衡向放熱（H 0)的反應方向移動。例如： 2 NO (g) + O2 (g) = 2 NO (g) rHm = - 114 kJ/mol153、呂.查德里原理（Le Chateliers Principle) 平衡移動的一般規(guī)律 當體系達到平衡后，如果改變體系的平衡條件之一（如：溫度、壓力、濃度等），平衡就向著減弱這個改變的方向移動。 A system in equilibrium that is subjected to a stress will react in a way that tends to counteract the stress. 呂.查德里原理的應用：預測化學平衡移動的方向16四、有關化學平衡的計算 1、多步反應的平衡常數(shù) 平衡常數(shù)是化學反應的