高中化學(xué) 化學(xué)平衡競(jìng)賽

第八章化學(xué)平衡§8-1可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡一、可逆反應(yīng)在一定的條件下，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可按方程式從左到右進(jìn)行，又可從右到左進(jìn)行叫可逆反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)可逆性是普遍存在的，只是反應(yīng)的程度不同而已。例如反應(yīng)：

（1）CO(g)+H2O(g)≒CO2(g)+H2(g)（2）Ag+(aq)+Cl-(aq)≒AgCl(s)

（3）3H2(g)+N2(g)≒2NH3(g).二、化學(xué)平衡在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等時(shí)反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時(shí)間而改變的狀態(tài)稱(chēng)為化學(xué)平衡。如：

CO(g)+H2O(g)≒CO2(g)+H2(g)正逆反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，即：v正＝v逆就可以說(shuō)該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡了。.假設(shè)，正逆反應(yīng)都是基元反應(yīng)：k正CCOCH2O＝k逆CCO2CH2k正/k逆＝CCO2CH2/CCOCH2O

①平衡時(shí)，生成物濃度積比反應(yīng)物濃度積——是常數(shù)②該常數(shù)只與反應(yīng)溫度有關(guān)③對(duì)非基元反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，濃度比同樣存在這樣一個(gè)常數(shù)K

＝.§8-2平衡常數(shù)

一、經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)對(duì)任一可逆反應(yīng)

aA+bB≒gG+hH在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度間有如下關(guān)系：[G]g[H]h/[A]a[B]b=K

濃度單位用摩爾濃度時(shí)，該常數(shù)用Kc表示.

c均為平衡時(shí)的濃度

氣相反應(yīng)時(shí)，平衡濃度也可以用各氣體分壓表示;此時(shí)平衡常數(shù)為KpaA+bB≒gG+hH根據(jù)理想氣體分壓與濃度的關(guān)系：p=nRT/V=cRTKp=Kc(RT)Δn

.二、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K?

平衡常數(shù)表達(dá)式中各項(xiàng)濃度用相對(duì)濃度表示，此時(shí)的常數(shù)即為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。相對(duì)濃度：ci/c?,pi/p?

—

與標(biāo)態(tài)值比.②反應(yīng)中有純固體、純液體、大量的溶劑參與，它們的相對(duì)濃度可看成1①標(biāo)態(tài)取值:液相c?＝1.00mol·dm-3,氣相p?=101.325Kpa、760mmHg…

c?=p?/RT

例：CaCO3(s)≒CaO(s)+CO2(g)

K?=

Cr2O72－(ag)+H2O(l)≒CrO42－+2H＋

K?＝

.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)差別

i)表達(dá)式中的平衡濃度是相對(duì)濃度，如pA/p?、cA/c?ii)

K?

沒(méi)有單位，與物質(zhì)的平衡濃度單位無(wú)關(guān)iii)對(duì)于多相反應(yīng)平衡同樣可以表示，如給既有液相又有氣體參與反應(yīng)，2H+(aq)+Zn(s)≒H2(g)+Zn2+(aq)K?＝(pH2/p?)(cZn2+/c?)/(cH+/c?).問(wèn)題aA(g)+bB(g)≒gG(g)+hH(g)某一狀態(tài)時(shí)＝Q

≠K?

（Q叫做反應(yīng)商）反應(yīng)或正向或逆向地進(jìn)行，推導(dǎo)中看是因正逆反應(yīng)速率不同引起，實(shí)質(zhì)上根本原因是化學(xué)勢(shì)的變化才是反應(yīng)的動(dòng)力。——

G

.三、K?與反應(yīng)自由能關(guān)系1、ΔG值的影響。反應(yīng)的ΔG<0，則自發(fā)地正反應(yīng)方向進(jìn)行，而如果ΔG>0，則正反應(yīng)是非自發(fā)的，逆反應(yīng)是自發(fā)，直到ΔG＝0時(shí)為止。

反應(yīng)等溫式:ΔrG=ΔrG?+RT·lnQ標(biāo)態(tài)時(shí)：Q＝1

ΔrG=ΔrG?

平衡時(shí)：Q平＝K?、ΔrG=0

－ΔG?T=RT㏑K?

.2、ΔG?與平衡常數(shù)K?的關(guān)系－ΔG?T=RT㏑K?

lnK?=-ΔG?T/RT=

例

反應(yīng)式：2NO(g)+O2(g)≒2NO2(g)分別求298K和500K時(shí)K?。（已查表算得298K數(shù)據(jù)ΔrG?＝－70.54KJ.mol-1，ΔrH?＝－114.14KJ.mol-1

）.解：由公式－ΔG?T=RT㏑K?得

㏑K?

=－ΔG?/RT=－70.54×103÷(8.341×298)＝28.471所以，K?＝2.32×1012

ΔrS?＝(ΔrH?-ΔrG?)÷T＝……＝-146.3J.mol-1.K-1500K時(shí)ΔrG?＝ΔrH?-TΔrS?

＝……＝-40.99K?＝1.92×104

.ΔrG=-

RT㏑K?+RT·lnQ=RT·ln(Q/K?)

Q<K?ΔrG<0正向反應(yīng)Q>K?Δ