N2(g)+3H,(g)+ 2NH3(g) 37化学反应的限度与化学平衡 一)化学平衡的微念 根据AG值可以判断一个化学反应能否自发发生。但是,即 促是自发进行的化学反应,也只能进行到一定限度。因为一般 化学反应都是可地进行的,即正向和反向反应同时进行。当 反应进行到一定程度,正向反应速率和逆向反应速率巡渐相等 反应物和生成物的浓度就不再变化,这陣豪面静止的状态就叫 做平衡状态,处在平衡状态的物质浓度称为“平衡度 mi If the experiment is repeated with pure ammonia, it decomposes, and the composition settles down into a mixture of NH,H 动态平衡的实验证据 ()平衡常数 In an experiment showing that 是表明化学反应限度的一种特征值 equilibrium is dynamic. mA十nBpC+qD 在度T时,平衡浪度A,BC1,D之间有 be the same, but the d atoms a distributed among the hydrogen and 其中压是常数叫作该反应在温度的平衡常数。这个常数可由 ammonia molecules. 实验直测定,称为经验平荷常数或实验平衡常数五 N2O4NO2体系的平衡浓度(373K) CHH, OH+ CH, COOH F CH COOC H +H,o(373K) 试验次序 起始浓度(mdm 转化率(% 平衡常 0.040 CaISOH CH, COOH C2H,OH CH,COOH 67 2 0.3 0.072 -0.030 0.070 0.36 +0.060 0.160 赖化率的念最然比较简单宣观,但只能豪示在一定 温度和一定起始浓皮下,反应进行的限度:而平衡常数则 N24(g 1)起蜡液皮不同,平度也不限 可示在一定酒度下,备种起始浓度,该反应的进行限度 无色) 2)只度一定平常 因此更为本质。7 3.7 化学反应的限度与化学平衡 (一) 化学平衡的概念 根据∆G值可以判断一个化学反应能否自发发生。但是，即 便是自发进行的化学反应，也只能进行到一定限度。因为一般 化学反应都是可逆地进行的，即正向和反向反应同时进行。当 反应进行到一定程度，正向反应速率和逆向反应速率逐渐相等， 反应物和生成物的浓度就不再变化，这种表面静止的状态就叫 做“平衡状态”。处在平衡状态的物质浓度称为“平衡浓度”。 (a) In the synthesis of ammonia, the concentrations of N2, H2 decrease with time and that of NH3 increase until they finally settle into values corresponding to a mixture in which all three are present and there is no further net change. (b) If the experiment is repeated with pure ammonia, it decomposes, and the composition settles down into a mixture of NH3, H2, and N2. N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) 动态平衡的实验证据 (a) A reaction mixture in which N2, D2, and ND3 have reached equilibrium is mixed with one with the same concentrations of N2, H2, and NH3. (b) After some time, the concentrations of N2, hydrogen and ammonia are found to be the same, but the D atoms are distributed among the hydrogen and ammonia molecules. N2 ND H2 D2 3 NH3 In an experiment showing that equilibrium is dynamic. 是表明化学反应限度的一种特征值。 (二) 平衡常数 mA ＋ nB pC + qD 在温度T时，平衡浓度[A], [B], [C], [D]之间有： [C]p[D]q [A]m[B]n ＝ K 其中K是常数，叫作该反应在温度T的平衡常数。这个常数可由 实验直接测定，称为经验平衡常数或实验平衡常数K。 N2O4 NO2 N2O4 NO2 N2O4 NO2 0.36 0.070 0.160 -0.030 +0.060 0.100 0.100 3 0.37 0.014 0.072 +0.014 -0.028 0.000 0.100 2 0.36 0.040 0.120 -0.060 +0.120 0.100 0.000 1 试验次序 N2O4-NO2体系的平衡浓度 (373K) −3 mol • dm 起始浓度 −3 mol • dm 浓度变化 −3 mol • dm 平衡浓度 [ ] [ ] 2 4 2 2 N O NO N2O4 (g) 2NO2 (g) （无色） （棕红色） 1) 起始浓度不同，平衡浓度也不同。 2) 只要温度一定，平衡常数即一定。 4.0 4.0 4.0 67 42 83 67 83 42 3.0 6.0 3.0 3.0 3.0 6.0 C2H5OH CH3COOH C2H5OH CH3COOH 平衡常数 起始浓度/（mol•dm-3) 转化率（%） C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5+H2O (373K) 转化率的概念虽然比较简单直观，但只能表示在一定 温度和一定起始浓度下，反应进行的限度；而平衡常数则 可表示在一定温度下，各种起始浓度，该反应的进行限度， 因此更为本质