文档介绍：第六章化学平衡常数
6-1 化学平衡状态
6-2 平衡常数
本章要求与作业
6-3浓度对化学平衡的影响
6-4压力对化学平衡的影响
6-5温度对化学平衡的影响
6-1 化学平衡状态
6-1-1 化学平衡
1. 可逆反应
例1 KClO3在密闭容器中分解
2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2(g)
Δ
在同样条件下,KCl和O2不能生成KClO3,即逆向进行的趋势很小,称为不可逆反应.
例2 密闭容器中充入H2(g), I2(g),在一定的T下,两者自动生成HI: H2(g) + I2(g) 2HI(g)
但同时HI能自动分解成H2和I2(g):
2HI(g) H2(g) + I2(g)
上述两个反应同时发生且方向相反,写成下列形式
t/s
可逆反应:在同一条件下,既可以正向进行又能逆向进
行的反应.
向右为正反应,向左是逆反应.
例3 373K时,,立刻出现红棕色. N2O4 → 2NO2 , N2O4能否完全转化为NO2呢?隔一定时间对该系统进行分析,可得下表的数据:
c/-1 373K
时间/s
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)
c(NO2)
从表中数据可知:
为什么分解反应不能进行到底呢?
N2O4(无色)2NO2(红棕色)
化学平衡:正、逆反应速率相等时,系统所处的状态(动力学的角度)
化学平衡:是正、逆两个方向进行的“推动力”都等于零的状态,即ΔrGm = 0 (热力学)
3. 化学平衡的特征
(1)恒温封闭系统,可逆反应是平衡建立的前提
(2) r正= r逆是平衡建立的条件
(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(系统内各物质的浓度或分压不再随时间改变)是平衡建立的标志.
(4)平衡态是封闭系统可逆反应的最大限度.
(5),原有的平衡即被破坏,直到在新的条件下建立新的平衡.
6-2 平衡常数
6-2 平衡常数
6-2-1 标准平衡常数 Kθ
ΔrGm(T) =ΔrGθm(T) + RTlnJ
平衡时: ΔrGm(T) = 0
ΔrGθm(T) = -RTlnJ
定义:平衡态下的 J平衡= Kθ
ΔrGθm(T) = -RTln Kθ= - lg Kθ
Kθ的表达式与J一样,即
Kθ= [Π(pi/pθ)νi]平衡(6-2)
Kθ= [Π(pi/pθ) νi·Π(ci/cθ) νi]平衡(6-3)
Kθ=[Π(ci/cθ) νi]平衡(6-4)
Kθ无量纲
气相反应
对于溶液中的反应:
对于气相反应:
Sn2+(aq)+2Fe3+(aq) Sn4+ (aq)+2Fe2+(aq)
复相反应
对于一般的化学反应(复相反应):
如何书写标准平衡常数表达式?
若某组分以气态存在则以相对分压表示;
若某组分以溶质存在则以相对浓度表示;
若反应中有纯固体、纯液体参加,则认为xi=1,不写入
稀溶液中溶剂视为纯液体,不写入。
分子—? ;分母—?;
K意义特征
1. Kθ的物理意义:在一定温度下,当系统达到化学平衡时,产物以方程式中的计量系数为幂的相对分压(或相对浓度)的乘积与反应物以方程式中的计量系数为幂的相对分压(或相对浓度)的乘积的比值是一个常数.
2. Kθ的几点说明
(1) .
(ΔrGθm(T)是温度的函数) 通常一个温度下同一化学反应只有一个Kθ。
[例6-1] P249
(2) 对于一个特定的系统,在一定的T下,无论化学平衡是如何达成的,达到平衡时每一组分的分压或浓度具体数值可大可小,但是总起来看,所有组分分压或浓度之间的关系必须遵从平衡常数的制约.
[例6-2] P249
2
2
HI(g)
(g)
I
2
1
(g)
H
2
1
+
( )1/2
2HI(g)
(g)
I
(g)
H
2
2
+
=( )-1
]
/
)
I
(
][
/
)
H
(
[
]
/
)
HI
(
[
2
2
2
p
p
p
p
p
p
=
(3) 平衡常数表达式需与反应方程式相对应
[例6-3]