第四章化学平衡熵和 Gibbs函数 §41标准平衡常数 §42标准平衡常数的用 §43化学平衡的糁动 §44自发变化和熵 §4.5 Gibbs画数 回
第四章 化学平衡 熵和Gibbs函数 §4.3 化学平衡的移动 §4.5 Gibbs函数 §4.4 自发变化和熵 §4.1 标准平衡常数 §4.2 标准平衡常数的应用
§4.1标准平衡常数 口41.1牝学平衡的基婧征 412经验平衡常数 口4.1.3标准平衡常数表达式 ■4.1.4单衡常数与 反寇速率系数的关系 ●4.1.5化学平衡的计算
§4.1 标准平衡常数 4.1.5化学平衡的计算 4.1.4平衡常数与 反应速率系数的关系 4.1.3标准平衡常数表达式 4.1.1化学平衡的基本特征 4.1.2经验平衡常数
4.1.1化学平衡的基本特征 大多数化学反应都是可逆的。例如 H2(g)+I2(g)=2HI(g) 正 D=≡ 正 t/s
4.1.1化学平衡的基本特征 大多数化学反应都是可逆的。例如： 2 + 2 2HI(g) (g)I(g)H υ正 υ逆 υ正 = υ 逆
反应体系各物质浓度的变化 0.0 HI HI 0.01 H22 H,,I, 0 t/s t/s H的生成反应H的分解反应
0.02 0.01 反应体系各物质浓度的变化 HI的生成反应 HI的分解反应
化学平衡 在一定条件下,可逆反应处于化学 平衡状态: 正=b逆≠0 特征: (1)系统的组成不再随时间而变 (2)化学平衡是动态平衡。 (3)平衡组成与达到平衡的途径无关
化学平衡 υ 正 =υ 逆 ≠ 0 特征： （1）系统的组成不再随时间而变。 （2）化学平衡是动态平衡。 （3）平衡组成与达到平衡的途径无关。 在一定条件下，可逆反应处于化学 平衡状态：
4.1.2经验平衡常数 参与反应的物质按一定比例组成反应混合物。平 衡时,各组分的浓度不再改变。但反应混合物的组成 不同时,平衡体系的组成并不相同。例如: 1473K CO2 (g)+ H 2(g) Co(g)+ H2o(g) 起始浓度/ mol dm3 平衡浓度/ mol dm3 COHC co2 H2 CO H20 CO2 H2 CO H2O CO21[H2 10.010.01 0 00040.0040.0060.00623 20.010.02 0.00220.01220.00780.007823 30010.010.0010 0.00410.0410.00690.00592.4 40 00200200082000820.01180.01182.1
参与反应的物质按一定比例组成反应混合物。平 衡时，各组分的浓度不再改变。但反应混合物的组成 不同时，平衡体系的组成并不相同。例如： CO 2 H 2 CO H 2O CO 2 H 2 CO H 2 O 1 0.01 0.01 0 0 0.004 0.004 0.006 0.006 2.3 2 0.01 0.02 0 0 0.0022 0.0122 0.0078 0.0078 2.3 3 0.01 0.01 0.001 0 0.0041 0.0041 0.0069 0.0059 2.4 4 0 0 0.02 0.02 0.0082 0.0082 0.0118 0.0118 2.1 起始浓度 / mol·dm-3 平衡浓度 / mol·dm-3 ]H][CO[ ]OH][CO[ 22 2 CO2 ( g ) + H2 ( g ) CO ( g ) + H 2O ( g ) 1473K 4.1.2 经验平衡常数
对于一般可逆反应aA+bB、gG+hH G]HI 平衡时,[AY[BP K ,K称为经验平衡常数(或实验平衡 常数)。 从经验平衡常数K的表达式中可以看出,K的单位是: mol dm-3](8+)-( a+ b) 对于气相反应 A(g)+bb(ggg(g)+ hh(g) 平衡时,[PaIP PALpi
[G] [H] [A] [B] g h a b = K 从经验平衡常数 K 的表达式中可以看出，K 的单位是： [ mol · dm-3 ] ( g + h ) － ( a + b ) 对于一般可逆反应 a A + b B g G + h H 平衡时， ， K 称为经验平衡常数（或实验平衡 常数） 。 对于气相反应 a A( g ) + b B ( g ) g G ( g ) + h H ( g ) 平衡时， G H A B [ ][ ] [ ][ ] g h a b p p p K p p =
对于气相反应,既有K。,也有K,表达的是同一平 衡态,但数值可以不同。 K和K,之间可以相互换算,相关的式子有: pV=nRT p=(n/VRT p= CRT c为浓度。换算时,要注意各物理量的单位。 Lplp PA」LPB [c(G)[c(H) IC(A)ICB76.(RT)(8+h)-(a+b) =K(RT)8+b)(a+b)
对于气相反应，既有 Kc ， 也有 Kp ，表达的是同一平 衡态，但数值可以不同。 Kc 和 Kp 之间可以相互换算，相关的式子有： pV = nRT p = ( n / V ) RT p = cRT c 为浓度。 换算时，要注意各物理量的单位。 G H A B [( ) ( )] [( ) ( )] [ ][ ] [ ][ ] [ (G)] [ (H)] ( ) [ (A)] [ (B)] ( ) g h p a b g h gh ab a b gh ab c p p K p p c c RT c c K RT +−+ +−+ = = • =
4.1.3标准平衡常数表达式 对于气相反应: H2(g)+12(g)=2HI(g) Ip(hi)/ pe K [p(H2)/pe[p(I2)/p分 对于溶液中的反应: Sn f(ag+2Fe(aq)=Snt(aq)+2Fef(aq) ke- Lc(Sn /ce)]lc(Fe2+/ce) Lc(Sn /cic(fe 3+ )]2
4.1.3 标准平衡常数表达式 对于溶液中的反应： 2 + 2 2HI(g) (g)I(g)H 对于气相反应： ] /)I(][ /)H([ ] /)HI([ 2 2 2 pppp pp K = Sn2+(aq)+2Fe3+(aq) Sn4+ (aq)+2Fe2+(aq) 2 3 2 4 2 2 )] Fe()][ Sn([ )] Fe()][ Sn([ /cc/cc /cc/cc + + + + K =
对于一般的化学反应: aA(g+bB(aqcC(s=xX(g+yY(aqzzo ke=Lp(X)/pe F(c(Y)/cep [p(a) peja(b)/ce *K是温度的函数,与浓度、分压无关。 化学平衡常数的意义: A.Kθ值是衡量化学反应达到反应限度的特征 常数。同一类反应,Ke越大,进行的越完全
对于一般的化学反应： A(g) + + X(g) C(s)B(aq) + + zyxcba Z(l)Y(aq) K [ ( ) ] [ ( ) ] [ ] ( ) [ ] ( ) b cc a pp y cc x pp /B /A /Y /X = ∗ K 是温度的函数，与浓度、分压无关。 化学平衡常数的意义 : A. 值是衡量化学反应达到反应限度的特征 常数。同一类反应， 越大，进行的越完全。 K K