2020全国高中化学竞赛-无机化学-2.3、2.4化学反应的限度与平衡（天大版pdf）[共6份] (共6份打包)

天津大学 无机化学教学团队 第二章 化学反应的方向、 速率和限度 第三节 化学反应限度 第二章 化学反应的方向、速率和限度 p 不可逆反应——反应物能全部转变为生成物, 亦即反 应能进行到底的反应。 仅有少数的化学反应为不可逆反应 例如：HCl + NaOH → NaCl + H2O MnO2,  2KClO3 2KCl + 3O2↑ 2.3.1 可逆反应与化学平衡 1 可逆反应和不可逆反应 第二章 化学反应的方向、速率和限度 p 可逆反应——同一条件下可同时向正、逆两个方向进行的反应。 如当p=100kPa、T=773K, SO2与O2以2:l体积比在密闭容器内进行 反应时, SO2转化为SO3的最大转化率为90％。　　 2SO2(g) + O2(g) 　　2SO3(g) V2O5 因为SO2与O2生成SO3的同时, 部分SO3在相同条件下又分解为SO2 和O2。 1 可逆反应和不可逆反应 2.3.1 可逆反应与化学平衡 第二章 化学反应的方向、速率和限度 在一定的温度下,反应物在密闭容器 内进行可逆反应,随着反应物不断消耗、 生成物不断增加,正反应速率不断减小, 逆反应速率不断增大,反应进行到一定程 度,正反应速率和逆反应速率相等,各反 应物、生成物的浓度不再变化,这时反应 体系所处的状态称为“化学平衡” 。　　 υ正＝υ逆 υ逆 t/s υ正 υ/ (m ol ·L -1 ·s -1 ) 化学平衡 2.3.1 可逆反应与化学平衡 第二章 化学反应的方向、速率和限度 p 反应达到平衡后,只要外界条件不变，反应体系中各物质的量 将不随时间而变。　　 p 化学平衡是一种动态平衡，即单位时间内各物质的消耗量和 生成量相等。　　 p 化学平衡是有条件的,在一定外界条件下才能保持平衡，当外 界条件改变时，原平衡被破坏，建立新平衡。 2 化学平衡的特征 2.3.1 可逆反应与化学平衡 第二章 化学反应的方向、速率和限度 如　可逆反应：cC(g)+dD(g)　 yY(g)+zZ(g) {c(Y)}y {c(Z)}z {p(Y)}y {p(Z)}z Kc = ─────── Kp = ────── {c(C)}c {c(D)} d {p(C)}c {p(D)}d ∆n = (y+x) - (c+d) Kc 、 Kp 数值和量纲随分压或浓度所用的单位不同而异(∆n=0除外)。 2.3.2 化学平衡常数 实验平衡常数 第二章 化学反应的方向、速率和限度 p 平衡常数值与温度及反应式的书写形式有关，但不随浓度、压 力而变。 p 一定温度下，不同的反应各有其特定的平衡常数。 p 平衡常数越大,表示正反应进行得越完全。 p 利用平衡常数表达式计算时，固体、纯液体或稀溶液的溶剂的 “浓度项”不必列出。 2.3.2 化学平衡常数 实验平衡常数 第二章 化学反应的方向、速率和限度 {c(Y)}y {c(Z)}z Kc = ─────── {c(C)}c {c(D)}d {c(Y)}y(RT)y {c(Z)}z(RT)z Kp = ────────────── = Kc (RT)(y+z)-(c+d) {c(C)}c(RT)c {c(D)}d(RT)d 理想气体分压定律 pB　　 nB p　　n＝ pB= p nB n则 pB= RT = cB RT n B V cC(g)+dD(g) → yY(g)+zZ(g) 2.3.2 化学平衡常数 第二章 化学反应的方向、速率和限度 p 气相反应: Kp = Kc(RT)n R 的取值和量纲随压力所取单位而有所不同 压力单位(符号) R　值 Kc与Kp 关系 大气压(atm) 0.0821 atm·dm3·mol-1·K-1 Kp(atm)=Kc(R(atm)T)n 巴(bar) 0.0831 bar·dm3·mol-1·K-1 Kp(bar)=Kc(R(bar)T)n 帕[斯卡](Pa) 8.314 Pa·m3·mol-1·K-1 Kp(Pa)=Kc(R(Pa)T)n ≈ 目前化学手册中无Kp(Pa)和Kp(bar)数据,一般计算时仍可沿用Kp(atm)的数值。 实验平衡常数 2.3.2 化学平衡常数 $$ 无机化学 天津大学