第四章化学平衡 §1.1 平衡衡常数 §1.2化学平的移动
第四章 化学平衡 § 1.1 平衡常数 § 1.2 化学平衡的移动
§4.1平衡常数 一、化学反应的可逆性和化学平衡 在同一条件下,既能按反应方程式向某一方向 进行而又能向相反方向进行的反应叫可逆反应,或 称反应的可逆性。 (一)反应的可逆性 1.可逆反应; C0+H,0 C02+H2 2.不可逆反应 2KCIO 加热 2KC1+302
§4.1 平衡常数 一、化学反应的可逆性和化学平衡 在同一条件下,既能按反应方程式向某一方向 进行而又能向相反方向进行的反应叫可逆反应,或 称反应的可逆性。 (一)反应的可逆性 1. 可逆反应; CO + H2O CO2 + H2 2. 不可逆反应; 2KClO3 2KCl + 3O2
(二)化学平衡 把正反应速率和逆反应速率相等时体系所处的 状态叫做化学平衡。化学平衡是一个动态平衡。 特点:a前提:恒温恒压、封闭体系中的可逆反应。 b条件:正=V逆 c标志:各物质浓度都不随时间改变 d平衡是有条件的,当外界因素改变时,原有的平衡被 打破建立新的平衡。 二、标准平衡常数K (一)标准平衡常数K9 平衡浓度:体系达到平衡时各物质的浓度。 相对平衡浓度:平衡浓度与标准态浓度c的比值
(二)化学平衡 把正反应速率和逆反应速率相等时体系所处的 状态叫做化学平衡。化学平衡是一个动态平衡。 二、标准平衡常数Kθ (一)标准平衡常数KC θ 平衡浓度:体系达到平衡时各物质的浓度。 相对平衡浓度:平衡浓度与标准态浓度c θ的比值。 特点:a 前提:恒温恒压、封闭体系中的可逆反应。 b 条件: v正=v逆 c 标志:各物质浓度都不随时间改变 d 平衡是有条件的,当外界因素改变时,原有的平衡被 打破建立新的平衡
对溶液反应,aAag+bBaq dD(ag)+eE (ag) K的表达式为: K?(E (A]/c)°(B]/c) 越大表示反应进行的程度越大,平混合物体系中 生成物的相对平浓度越大
Kθ越大表示反应进行的程度越大,平衡混合物体系中 生成物的相对平衡浓度越大。 a b d e c A c B c D c E c K ([ ]/ ) ([ ]/ ) ([ ]/ ) ([ ]/ ) = 对溶液反应, aA(aq) + bB(aq) dD(aq) + eE (aq) Kθ的表达式为:
对气体反应,aA(g)+bB(g) dD(g)+eE (g) K的表达式为: Kop [P/PT[P/P P9表示标准压力,P9=100kPa
b B a A e E d D P P P P P P P P P K [ / ] [ / ] [ / ] [ / ] = 对气体反应,aA(g) + bB(g) dD(g) + eE (g) Kθ的表达式为: Pθ表示标准压力, Pθ=100kPa
在书写标准平衡常数表达式时,应注意以下几点: (1) 固体或纯液体,不写入表达式。如: CaCO3 (s)Cao (s)+CO2 (g) (2)在稀溶液中进行的反应, 溶剂无论是否参与戊应, 均不写入表达式中。如: HAc+H20⊥H3O++Ac K9=H,O*]/c) (Ac-]/c] [HAcl/c)
在书写标准平衡常数表达式时,应注意以下几点: (1)固体或纯液体,不写入表达式。如: CaCO3(s) P P K CO2 θ p = CaO(s)+ CO2(g) (2)在稀溶液中进行的反应,溶剂无论是否参与反应, 均不写入表达式中。如: HAc + H2O ( ) )( HAc c H O c Ac c K [ ]/ ([ ]/ [ ]/ ] 3 + − = H3O+ + Ac-
(3)标准平衡常数的值,与反应方程式的写法有关。如 2C0(g)+02(g)±2C02(g) (Po,/P)2 ((.P) 当反应式写成 c0(g)+120,(g)、=C0,(g K= (Po,/P) (Po/p)(P,./p2 同一条件下的同一反应 Kg=(K月
(3)标准平衡常数的值,与反应方程式的写法有关。如: 2CO(g)+O2(g) ( )( ) ( ) P P P P P P K / / / 2 2 1 O 2 CO 2 θ CO P = 2CO2(g) CO(g)+1/2O2(g) 2 1 CO O θ CO P / / / 2 2 2 ( )( ) ( ) P P P P P P K = CO2(g) 当反应式写成 同一条件下的同一反应 ( ) 2 θ P θ P1 2 K = K
(4)正、逆反应的平衡常数互为倒数关系。 K 1 K
(4)正、逆反应的平衡常数互为倒数关系。 逆 正 K K 1 =
[例4-1)将等摩尔的PC13和CL2通入一容积为5.0L的容器中, 在523K达平衡时,测得PCls的分压为1.0×10Pa,若已知 该温度下K0=0.540,计算(1)PCl3和C12的起始浓度 (2)PCL3的转化率 解(1)在523K时 PCI (g)+Ch (g PCls (g) [Pcl /po] K:-n7P产IR.P叫 0.54=1.0×103/1.0x103Pa] [Pec PlPel,P]PcPal
[例4-1] 将等摩尔的PCl3和Cl2通入一容积为5.0L的容器中, 在523K达平衡时,测得PCl5的分压为1.0×105Pa,若已知 该温度下KP θ=0.540,计算(1) PCl3和Cl2的起始浓度 (2) PCl3的转化率 解(1)在523K时 PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) [ / ][ / ] [ / ] 3 2 5 PCl Cl θ PCl P P P P P P P K = 3 2 PCl3 Cl2 2 PCl Cl 5 5 [ / ][ / ] [1.0 10 /1.0 10 Pa] 0.54 P P P P P P P = =
D02 所以 [a]=a,J=V0.54 =1.36P9 由 pV=nRT p=(n/V)RT c=PRTc为浓度 得平衡浓度[Pc,]= Pecls 100kPa RT 8.314kPa.L.K-.mol- =0.023mol.L 1.36×100kPa [Pc]=[Pa,]= RT 8.314kPa.L.K-.mol-x523K =0.031mol.L1 起始浓度 Cpa,=cal=0.031molL+0.023molL=0.054mol.L-
P P P P 1.36 0.54 [ ] [ ] 2 PCl Cl 3 2 所以 = = = 得平衡浓度 1 1 1 1 PCl PCl 0.023mol L 8.314kPa L K mol 100kPa [ ] 5 5 − − − − = = = RT P P 1 1 1 1 PCl PCl Cl 0.031mol L 8.314kPa L K mol 523K 1.36 100kPa [ ] [ ] 3 3 2 − − − − = = = = RT P P P 起始浓度 1 1 1 PCl Cl 0.031mol L 0.023mol L 0.054mol L 3 2 − − − c = c = + = 由 pV = nRT p = ( n / V ) RT c = P/RT c 为浓度