3.2化学平衡(课件)《无机化学（理论篇）（第四版）》同步教学（大连理工版·2018）

3.2化学平衡 3.2.1 可逆反应与化学平衡 1．可逆反应 在一定条件下，既可以从左向右进行，也可以从右向左进行的反应，称为可逆反应。可逆反应用符号“ ”表示。其中，从左向右进行的反应，称为正反应，从右向左进行的反应，称为逆反应。 例如，高温下二氧化碳和氢气在密闭容器中反应，用方程式表示为 CO2（g）+ H2（g） CO（g）+ H2O（g） 化学反应的可逆性是化学反应的普遍特征。大多数化学反应，在同等条件下，都具有一定的可逆性。 第3章 化学反应速率和化学平衡 帮助 返回 下页 上页 3.2 化学平衡 2．化学平衡 在一定条件下，可逆反应达到正逆反应速率相等时的状态，称为化学平衡。 化学平衡的主要特征是：反应物和生成物的浓度（或分压）不再随时间变化而变化；正、逆反应速率相等，但不等于零（见图3-3）；化学平衡是一个动态平衡；反应条件改变，化学平衡发生移动。 3.2.2 化学平衡常数 1．经验平衡常数 通过大量实验总结归纳出：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，各生成物平衡浓度幂的乘积与各反应物平衡浓度幂的 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章 化学反应速率和化学平衡 帮助 返回 下页 上页 3.2 化学平衡 Kc称为浓度平衡常数。 对于低压下进行任意气相可逆反应 aA(g) + bB(g) mC(g) + nD(g) 在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常数表达式中各物质的平衡浓度常用平衡分压表示，此时的平衡常数称为分压平衡常数，以Kp表示。即 (3-5) 乘积之比是一个常数，称为化学平衡常数。 对任意可逆反应 aA + bB mC + nD 在一定温度下，达到平衡时，则有 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章 化学反应速率和化学平衡 帮助 返回 下页 上页 3.2 化学平衡 (3-6) Kc、Kp均由实验得到的，因此称为实验平衡常数。在工业生产中常用于计算一定条件下原料的理论转化率。 若气相任一物质都符合理想气体状态方程，则Kp、Kc关系为 (3-7) 式中 νB——化学计量数， = m+n-a-b，1。 2.标准平衡常数 标准平衡常数是由热力学计算得到的，又称热力学平衡常 第3章 化学反应速率和化学平衡 帮助 返回 下页 上页 3.2 化学平衡 式中 p′(A)、p′(B)、p′(C)、p′(D)——反应系统内A、B、C、 D等气体的相对平衡分压，1。 数，用Kθ表示。 在气相反应中，将Kp表达式中各组分气体的平衡分压用相对平衡分压pB/pθ表示（常用 简化表示）即为标准平衡常数表达式。其中pθ（pθ=100kPa）称为标准压力。 例如，气相反应 aA(g) + bB(g) mC(g) + nD(g) 标准平衡常数表达式为 (3-8) 第3章 化学反应速率和化学平衡 帮助 返回 下页 上页 3.2 化学平衡 标准平衡常数Kθ只是温度的函数。 对于溶液中进行的反应，将Kc中各溶液各组分的平衡浓度用相对平衡浓度c/cθ代替即为标准平衡常数表达式，常用[B]来简化表示。其中cθ（cθ=1mol/L）称为标准浓度。 例如，溶液反应 aA(aq) + bB(aq) mC(aq) + nD(aq) (3-9) 书写化学平衡常数表达式时，应注意以下几点： ①平衡常数表达式及其数值与化学计量方程式的写法有关。化学计量方程式写法不同，平衡常数表达式及其数值不同。 例如，相同温度下 第3章 化学反应速率和化学平衡 帮助 返回 下页 上页 3.2 化学平衡 ②反应系统中的纯固体、纯液体或稀溶液中的溶剂H2O，其浓度视为常数，均不写入平衡常数表达式中。例如 则 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 稀溶液中进行的反应 第3章 化学反应速率和化学平衡 帮助 返回 下页 上页 3.2 化学平衡 3.平衡常数的意义