文档介绍：4 化学平衡(1)
可逆反应与化学平衡
不可逆反应:反应几乎可完全转变为生成物,而在同样条件下,生成物几乎不能转回反应物。(只能向一个方向进行的反应)
可逆反应:在一密闭容器中,同一条件下,即能正向进行,又能逆向进行的化学反应。(在密闭容器中不能进行到底)
可逆反应具有普遍性:
dD + eE gG + hH
即平衡时,k正cd(D)·ce(E)= k逆cg(G)·ch(H)
K==
K:平衡常数。注意:c指平衡时的浓度
化学平衡(指可逆反应的正、逆反应速率相等时,系统所处的状态)的特点:
(1)与化学反应的途径无关(p40)。
(2)动态平衡(表观上各物质的浓度不变,实际上,正逆反应正在进行)
(3)在密闭容器中达到平衡后,外界条件不变,各种物质的浓度不随时间变化;但若平衡条件改变,原平衡状态随之改变。
平衡常数
1、实验平衡常数(实验平衡常数的单位由其平衡常数表达式决定)
①浓度平衡常数Kc
一般式:dD + eE gG + hH
(4-1)
令(g+h)-(d+e)=Δn 则Kc的量纲为(mol/L)Δn
②压力平衡常数Kp
一般式:dD(g) + eE(g) gG(g) + hH(g)
(4-3)
令(g+h)-(d+e)=Δn 则Kp的量纲为(KPa)Δn或PaΔn
③热力学平衡常数--标准平衡常数KΘ
标准平衡常数是根据热力学函数计算得来的,所以又称为热力学平衡常数。
将浓度换算成相对浓度,分压换算成相对分压(无量纲),即:实验平衡常数表达式中有关物质的浓度(或分压)都要分别除以其标准态。溶液的标准态cΘ为1mol·L-1,而气体分压的标准态
pΘ为101325Pa。
例:dD(g) + eE(g) gG(g) + hH(g)
(4-4)
dD(aq) + eE(aq) gG(aq) + hH(aq)
(4-5)
对于有固体参加的可逆反应,KΘ表达式中不列入固体物质。例:
dD(aq) + eE(s) gG(s) + hH(g)
(4-6)
对于有液体参加的可逆反应,如果该液体不是作溶剂,则在KΘ表达式中应出现。(如书4-7式,p42)
本书为了简化书写,用方括号[ ]表示物质的相对浓度或相对压力。即:
B的相对浓度[B]=c(B)/cΘ
B气体的相对分压[p(B)]=p(B)/pΘ
故(4-6)式可简写为:
从(4-4)式可推导出,KΘ与Kp关系为
(4-8)(KΘ是无量纲的)
2、书写和应用平衡常数的注意点
①纯固体在平衡常数式中不必列出
CaCO3(S) CaO(S)+ CO2(g)
KΘ= PCO2 / PΘ
②对于水在平衡式中的处理:
水作为溶剂时,不必列出;
水作为反应物:
i)稀溶液:水既作溶剂,又作反应物,反应掉的水与总的水分子相比微不足道,不必列出;如:NH3 + H2O NH4+ + OH-
ii)水的量对反应影响显著,必须列出。如:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)
③KΘ随温度而变,使用时须注意相应的温度。平衡常数是某一反应的特性常数,它不随物质的初始浓度(或分压)而改变,仅取决于反应的本性。
④要与反应方程式相符
(1) H2(g) + I2(g) 2H