3化学平衡 本章目的要求: 1.了解化学平衡的特征 ·2.理解平衡常数Kc、KP、Kθ的意义及相互关系 ·3.理解和掌握Kθ与△rGMθ的关系及计算 4.理解T与Kθ的关系及计算 ·5.会用化学平衡原理解释溶液中的化学平衡问题 ·6.理解和掌握缓冲溶液的概念、原理、配制、计算等 7.理解和掌握溶度积规则及应用 ·8.理解配合物的组成、命名、离解平衡及配合物的应用 ·概述:化学平衡与热力学平衡的区别与联系
3 化 学 平 衡 • 本章目的要求： • 1.了解化学平衡的特征 • 2.理解平衡常数KC 、KP 、Kθ 的意义及相互关系 • 3.理解和掌握Kθ 与 ΔrGM θ 的关系及计算 • 4.理解T与Kθ 的关系及计算 • 5.会用化学平衡原理解释溶液中的化学平衡问题 • 6.理解和掌握缓冲溶液的概念、原理、配制、计算等 • 7.理解和掌握溶度积规则及应用 • 8.理解配合物的组成、命名、离解平衡及配合物的应用 • 概述： 化学平衡与热力学平衡的区别与联系
3、1平衡常数 3、1、1分压定律 1mol 2ml0℃ 3moINH PV=nRt 1.P总=∑Pi; n =∑n 总 2.Pi=P总X1 x=n1/n总
3、1 平衡常数 • 3、1、1 分压定律 • • 0 ℃ • • p v = n R T 1. P总 = ∑ P i ; n 总 = ∑ n I 2. P i = P总 xi ; xi = ni /n总
3.Pi=P总1(根据亚佛加德罗定律) D1=V1V总 4.应用与计算示例 3、1、2平衡常数 1.气相反应的平衡常数 (1)实验平衡常数 Kp=IP12VB单位:(Pa)2VB 例:合成氨的反应:N2+3H2…2NH3 K= P 2(NH3 )/P(n2). P3(H2)
3. P i = P总 øI（根据亚佛加德罗定律） øI = Vi /V总 4. 应用与计算示例 3、1、2 平衡常数 1. 气相反应的平衡常数 (1) 实验平衡常数 KP = ∏Pi ∑VB 单位：（Pa）∑VB 例：合成氨的反应： N2 + 3H2 2NH3 KP = P 2 (NH3) /P(N2)·P 3(H2)
(2)标准平衡常数 ·若气体均为理想气体,反应的平衡常数为标准平 衡常数,记为:K (g t) 或K0 上例: K0(gT)={P(NH3)/P}2/tPN2)/P。]·[P(H2)/P (3)Kp与K°的关系 K=Kp /(P8) 2VB ·(4)对平衡常数的理解
• (2) 标准平衡常数 • 若气体均为理想气体,反应的平衡常数为标准平 衡常数,记为: Kθ ( g t ) 或 Kθ • 上例： • Kθ ( g T ) = {P (NH3)/PΘ} 2 /{[ P(N2)/ PΘ]·[P(H2)/ PΘ] 3} • （3） KP 与 Kθ 的关系 • Kθ = KP /（Pθ）∑VB • (4) 对平衡常数的理解
2.溶液反应的平衡常数 (1)活度与活度因子 1)活度:实际浓度(有效浓度) 意义 表示形式:aB=yB(CB/cD) 2)活度因子yB 意义 作用:反映了溶液中离子间的作用程度, yB↑、相互作用↓、反之亦然 特点:小于1;浓度越大、其值越小;反 之亦然。无限稀释时为1
2.溶液反应的平衡常数 (1)活度与活度因子 • 1) 活度：实际浓度(有效浓度) • 意义: • 表示形式: αB = yB ( cB /cÐ) • 2)活度因子 yB • 意义 作用：反映了溶液中离子间的作用程度， • yB↑、相互作用↓ 、反之亦然。 • 特点：小于1 ；浓度越大、其值越小；反 之亦然。无限稀释时为1
3)近似计算原则:要求不高时 溶液中的反应:HAc=H+Ac K=LC(H/CO] Lc(Ac)/C]/c(HAc)/ cOh (2)溶液反应的平衡常数 1)Kc的表达形式 2)K°的表达形式 3)Kc、K°、二者的关系 K=K/(C)2VB 4)特点:二者数值相等、但量纲不同
• 3） 近似计算原则 ：要求不高时 • 溶液中的反应：HAc H+ + Ac- • Kθ={[c(H+)/cΘ][c(Ac-)/ cΘ]}/{c(HAc)/ cΘ} （2）溶液反应的平衡常数 • 1）KC的表达形式 • 2） Kθ的表达形式 • 3）KC 、Kθ 、二者的关系 • Kθ = KC /（ cΘ）∑VB • 4）特点：二者数值相等、但量纲不同
3.平衡常数的意义 (1)意义:在一定条件下反应进行限度的特征值。 (2)书写平衡常数时注意:(说清楚为什么) Ⅰ反应方程式书写不同、其值不同 Ⅱ表达式中不包括纯固体、液体的浓度 ⅢI稀溶液中的反应平衡常数表达式不包括水 的浓度
3.平衡常数的意义 (1) 意义 ：在一定条件下反应进行限度的特征值。 (2)书写平衡常数时注意：（说清楚为什 么） • I 反应方程式书写不同、其值不同 • II 表达式中不包括纯固体、液体的浓度 • III 稀溶液中的反应平衡常数表达式不包括水 的浓度
4.多重平衡体系与多重平衡规则 (1)多重平衡体系的意义 (2)多重平衡体系的特征 (3)多重平衡体系的平衡常数间的关系 1)例N2+O2=2NO(1) k1,△G16 2NO+O2=2NO2(2) k2,△G2 N2+2O2=2NO,(3) k26,△G26
• 4. 多重平衡体系与多重平衡规则 • （1）多重平衡体系的意义 • （2） 多重平衡体系的特征 • （3） 多重平衡体系的平衡常数间的关系 1) 例 N2 + O2 = 2NO （1） • k1 θ ,ΔrG1 θ • 2 NO + O2 = 2NO2 （2） • k2 θ ,ΔrG2 θ • N2 + 2O2 = 2NO2 （3） • k3 θ ,ΔrG3 θ
(1)+(2)=(3) 因为:△Gn0=-RTnK8 △Gma)=△Gmn)0△.me) RTInk3=-RTInK,+(-RTInk 所以:K3=K1·K 2 2)结论:(1)相加 (2)相减 (3)物质的平衡浓度问题
• (1)+(2) =(3) • 因为: ΔrGm θ = - RTlnKθ • ΔrGm(3) θ= ΔrGm(1) θ+ ΔrGm(2) θ • - RTlnK3 θ= - RTlnK1 θ+(- RTlnK2 θ ) • 所以: K3 θ= K1 θ·K2 θ • 2) 结论 ：（1） 相加 • （2）相减 • （3）物质的平衡浓度问题
3、1、3K°与△G0的关系 ·1.理想气体参加的化学反应等温方程式 对于理想气体的反应 aA(g)+bB(g)与gG( 8)+ d d(g 非标准态时: △GM(T)=△G1°(T)+RTn{P6P][P。/P]q I[PA/PO ]a [p/b/pe]] 令J={P8P][P。/P]/{[PAP][PB/P △,G(T)=△GM°(①T)+ RTIn JE
3、1、3 Kθ 与 Δ rGM θ 的关系 • 1. 理想气体参加的化学反应等温方程式 对于理想气体的反应 a A(g) + b B(g) ≒ g G(g) + d D(g) • 非标准态时： • ΔrGM(T)= ΔrGM Θ(T)+ RTln{[P / G /PΘ] g[P/ D /PΘ] d} / • {[P / A/PΘ] a [P/ B /PΘ] b} • 令 JP = {[P / G /PΘ] g[P/ D /PΘ] d}/{[P / A/PΘ] a [P/ B /PΘ] b} • ΔrGM(T)= ΔrGM Θ(T)+ RTln JP