5.4化学平衡和平衡常数（课件）-《无机化学》同步教学（北京出版社）

第五章 化学反应速率 和化学平衡 Atomic Structure Chapter 1 本章主要内容 化学反应速率 反应速率理论简介 影响化学反应速率的因素 化学平衡和平衡常数 影响化学平衡的因素 从事化学研究的人们常常关心的问题 化学 热力学 化学 动力学 如果把物质（A）与物质（B）放在一 起， 他们能发生反应形成新物质（C） 吗？ 即A＋B→C 能发生吗？ 如反应能够发生，它是放热的还是吸热的？ 这个反应的速率多大？ 这个反应的最大产率是多少？ 这个反应是怎样发生的？什么反应的机理？ 主要研究的是反应进行的速率, 并根据研究反应速率提供的信息探讨反应机理，即研究反应的快慢和反应进行的途径。 主要研究化学反应过程中吸收或放出的热量、化学反应的自发性（即两种物质之间能否发生化学反应）以及化学反应的限度（反应完成之后反应物的量与产物的量之间的关系）一类基本问题。 化学热力学 化学动力学 随着空气中二氧化硫浓度的增加使得酸雨的“浓度”也在增加。结果文物被腐蚀的速度也在加快。 文物是不可再生的资源 第四节 化学平衡和平衡常数 一、可逆反应 在相同条件下，能同时向正、逆两相反方向进行的反应称为可逆反应。 可逆反应—— 一、可逆反应 化学反应都有一定的可逆性，但是有些反应中，逆向反应的倾向比较弱，从整体看，反应是朝着一个方向进行的，例如碘化银的沉淀反应。 还有的反应进行时，逆反应发生的条件尚未具备，反应物已耗尽，例如二氧化锰作为催化剂的氯酸钾受热分解放氧的反应。 这些反应习惯上称为不可逆反应。 不可逆反应—— 二、化学平衡 浓度 速率 时间 A B kf kr 化学平衡的特点 ★ 平衡是动态的 化学平衡状态是一定条件下可逆反应达到的最大限度。 等 动 定 变 ★ 到达平衡状态的途径是双向的 ★ 各物质浓度保持恒定 ★ 正逆反应速度相等 三、标准平衡常数 可逆反应达到化学平衡时，反应物和生成物的浓度都不再发生变化，此时，各种物质的浓度称为平衡浓度。 实验证明：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比是一个常数。幂指数等于反应式中相应物质的计量系数。 1.平衡常数 三、平衡常数 可逆反应： aA + bB = cC + dD 若在溶液中，平衡时的浓度分别为[A]  , Kc 为浓度平衡常数。 Kp、Kc 可由实验测定，称之为经验平衡常数。 可逆反应： aA + bB = cC + dD 若均为气体，且在温度为 T 时达到平衡： 其中，[PA] 等为平衡分压， Kp 为压力平衡常数。 1.平衡常数 三、平衡常数 2.平衡常数的意义 三、平衡常数 平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志。 平衡常数是可逆反应的特性常数。只与本性和温度有关，而与浓度和途径无关。 3.平衡常数的应用 三、平衡常数 计算反应物的平衡转化率。 判断可逆反应进行的方向。 平衡转化率 化学反应达到平衡状态时，体系中各物质的 浓度不再随时间而改变，这时反应物已最大 限度地转变为生成物。 利用平衡转化率来标志化学反应在某个具体 条件下的完成程度。 反应的转化率是指已转化为生成物的部分占 该反应物起始总量的百分比。 K 反映了在给定温度下，反应的限度。K值大，反应容易进行。 一般认为， （1） K  10+7 自发，反应彻底 （2） K  10 -7 非自发，不能进行 （3） 10+7  K  10 -7 一定程度进行 反应程度受浓度、压力、等条件的影响。可通过实验条件促进平衡的移动。 判断反应程度 判断反应方向 反应商 Q < Kθ ， 正向进行 Q > Kθ ， 逆向进行 Q = Kθ ， 平衡状态 aA + bB = dD + eE 化学平衡的有关计算 已知平衡浓度计算平衡常数 计算可逆反应的“反应商”，根据平 衡常数判断反应体系所处的状态或 反应进行的方向 已知平衡浓度计算反应物初始浓度 已知平衡浓度、反应物初始浓度计 算各物质的平衡浓度及某反应物的 平衡转化率 $$