第3章 化学平衡 Chemical Equilibrium 主讲:甘孟瑜
第3章 化学平衡 Chemical Equilibrium 主讲：甘孟瑜
What is chemical equilibrium? 化学平衡的特征: 平衡态时△G=0 化学平衡是一种动态平衡v正=V逆 o平衡态时,平衡体系的性质不随时间而改变 ⊙化学平衡是一定条件下的平衡 平衡的移动 平衡态的意义—反应进行的最大限度
What is Chemical equilibrium? 化学平衡 平衡态时 △G = 0 化学平衡是一种动态平衡v正＝ v逆 平衡态时，平衡体系的性质不随时间而改变 化学平衡是一定条件下的平衡 ——平衡的移动 平衡态的意义——反应进行的最大限度 化学平衡的特征：
本章主要内 °反应程度的标志平衡常数 ke kp ke °K与Δ,Gn的关系、K与T的关系 Q各类化学平衡:K、K、K稳
本章主要内容 反应程度的标志——平衡常数 Kc Kp Kθ Kθ与Δ r Gθ m的关系、Kθ与T的关系 各类化学平衡：Ki、 Ks、K稳
3.1平衡 equilibrium constant 3.1.1分压定律 理想气体状态方程式:pV=nRT 摩尔气体常数:R=8.315Pam3mol1K1 或Jmo1K1
equilibrium constant 3.1 平衡常数 3.1.1 分压定律 理想气体状态方程式：pV = nRT 摩尔气体常数：R = 8.315 Pa·m3·mol-1·K-1 或 J·mol-1·K-1
道尔顿分压定律 Dalton's Law of Partial Pressure 气体分压定律( law of partial pressure) 混合气体总分压等于个组分气体的分压力之和。 组分气体的分压力是指在同一温度下,它单独占有 与混合气体相同体积时所产生的压力 数学表达式: 设:p1,p2…p为各组分气体的分压力 则p总=p1+p2+ ●●●●●● p总=∑p
气体分压定律（law of partial pressure）： 混合气体总分压等于个组分气体的分压力之和。 组分气体的分压力是指在同一温度下，它单独占有 与混合气体相同体积时所产生的压力。 数学表达式： 设：p1 ， p2 ……pi为各组分气体的分压力 则 p总＝p1+ p2 + ……+ pi p总＝∑pi 道尔顿分压定律 Dalton's Law of Partial Pressure
混合气体总压力 组分气体均为理想气体 pI-nIRTN P2-n2RTNV..=n RT/ 3.1) p总=p1+p2+ p M,RT/+ RT/V+.+ n RT/V =(n1+n2+.…+ni;)RTV P总三n总RT/V (3.2)
∵组分气体均为理想气体 ∴ p1 ＝n1RT/V p2＝n2RT/V ….pi＝niRT/V (3.1) 混合气体总压力 p总＝p1+ p2 + ….. + pi ＝ n1RT/V + n2RT/V +….. + niRT/V ＝(n1 + n2 +….. + ni ) RT/V p总 ＝ n总RT/V (3.2)
式(3,1)除以式③3,2)得 p1/p总=Ⅱ1/m总P2/P总=2/n总 p:/p总=n;/n总 p1=(n1/n总)×p总 X1=n/n总 pi=X:D总 X叫做组分气体 i的物质的量分 数即摩尔分数
p1 / p总＝ n1 / n总 p2 / p总＝ n2 / n总 …………. pi / p总＝ ni / n总 ∴ pi ＝ (ni / n总) ×p总 令：xi = ni / n总 式(3.1)除以式(3.2)得： 则：pi ＝ xi p总 Xi叫做组分气体 i的物质的量分 数即摩尔分数
3.1.2平衡常数 (1)平衡常数Kc、K 对于稀溶液中发生的反应 aA+bB gG+ dD 在一定温度下达到平衡时,有 K c、CD、CA、CB-各物质的平衡浓度 K的单位:(modm3)B。 ∑vg=(g+d)-(a+b)∑vB=0时K无量纲
CG 、CD、CA 、 CB——各物质的平衡浓度 Kc的单位: (moldm-3 ) ∑B 。 ∑ B ＝(g+d)－(a+b) ∑ B ＝0时Kc无量纲。 Kc = CG g· CD d CA a· CB b 3.1.2 平衡常数 （1）平衡常数 KC 、Kp 对于稀溶液中发生的反应 aA+bB gG + dD 在一定温度下达到平衡时，有：
对于气相反应: aA(g)+bB(g)+gG(g)+ dD(g 在一定温度下达到平衡时,有 PGPR K= PAPB DA、PB、pG、PD——反应中各物质的平衡分压 K的S单位为(Pa)2va ∑VB=(g+d)-(a+b)∑VB=0时K,无量纲
pA 、 pB 、pG 、pD——反应中各物质的平衡分压。 Kp的SI单位为(Pa) ∑B ∑ B ＝(g+d)－(a+b) ∑ B ＝0时Kp无量纲。 Kp ＝ pG g· pD d pA a· pB b 对于气相反应： aA(g)+bB (g) gG (g) + dD (g) 在一定温度下达到平衡时，有：
(2)标准平衡常数 aA(g)+bB(g)+gG(g)+dD(g) 若各气体均为理想气体,在一定温度下达到平衡时 (pG/pe)g:(pp/pe) d Ki= (pA/p)a·(pB/p)b K0标准平衡常数(热力学平衡常数) K0只是T的函数,无量纲。 式中:pG、PD、PA、pB反应中各物质的平衡分压 p标准压力,p=100KPa
若各气体均为理想气体，在一定温度下达到平衡时 Kθ＝ (pG／p θ ) g · (pD／p θ ) d (pA／p θ ) a · (pB／p θ ) b Kθ——标准平衡常数（热力学平衡常数） Kθ只是T的函数，无量纲。 式中：pG、pD、pA、pB——反应中各物质的平衡分压 p θ——标准压力，p θ＝ 100KPa （2）标准平衡常数 aA(g)+bB (g) gG (g) + dD (g)