概述: 通过对热力学第一,二,三定律的学习,已经掌握了对一个热力学过程(包括化学反应)的方向何 限度的基本判断方法,又通过对溶液一章的学习,对多组分体系的基本性质有了一定的了解,本章的中 任务就是用热力学的这些基本原理,规律和方法来集中研究不作非体积功的封闭体系中化学反应的问题, 实验证明,一切化学反应都是可逆的,所以化学平衡是化学反应体系中的普遍现象,而化学平衡是在一定 的条件下,可以同时向正反两个方向进行的化学反应,当正反两个方向的反应速率相等时,体系就达到了 平衡状态。或是在一定的条件下,可逆反应的正向速率于逆向速率相等,对不同的体系,达到平衡所需的 时间各不相同,但其共同的特点是平衡后体系中各物质的数量均不随时间而改变,产物和反应物的数量之 间具有一定的关系,只要外界条件不变,这个状态不随时间而变化,但外界条件一经变换,平衡状态就要 变化,可见平衡状态从宏观上看表现为静态,而实际上乃是一动态平衡,它是化学反应的限度。若平衡体 系中各物质处于一个相,则叫均相化学平衡,若平衡体系中各物质处于几个不同的相,则叫多相化学平衡 或复相平衡 比如化学工业,冶金工业和其它工业生产一样,除了希望能获得优质产品外,还要求收率高,成本低。 但是一项化学反应究竟能得到多大的转化率,一些外界条件,例如温度、压力、浓度的改变又将怎样影响 反应的转化率,如果没有理论依据,但凭实验手段加以探索,往往事倍功半。化学反应是在宏观体系内所 发生的过程,我们可以用热力学为理论工具,对某一具体化学反应进行具体分析,得出该反应达到平衡状 态时的转化率,以及外界条件对平衡态的影响。从而根据具体情况制定工艺路线,创造工艺条件,设法使 反应的转化率能接近甚至达到从热力学所得出的理论转化率,以获得最佳的生产效果。 1.发展史 1861~1863 Berthelot, de saint gilles(法)提出逆反应和动态平衡的概念 1864~1879 Guldberg-Wage(挪威)建立了质量作用定律,提出了平衡时正逆反应速率相等,正逆 反应速率常数之比只是温度的函数 vant Hoff定义平衡常数 K 1878 Gibbs 用化学势导出了平衡条件 Le chatelier平衡移动原理 1889 vant Hoff平衡常数与温度的关系方程 1970sIS0( International Standard Organization)定义标准平衡常数 2.化学平衡的概念 任何化学反应都有正反两个方向,从微观上看,这两个方向总是同时进行的 如反应:SO(g)+0.5O2(g)=SO3(g) 在反应体系中,SO2分子与O2分子会化合生成SO子,但同时,SO3子也会分解为SO2和O2分子.若 体系的初始组成是原料SO2和O2,那么在反应初期,体系中主要为SO2和O2分子,它们之间的碰撞频率 较高,而SO3的分子数很少,其分解的速率自然较低,故在宏观上,反应向正方进行.随着反应的进行, SO3分子的浓度逐步提高,其分解速率也随之提高;SO2和O2的浓度逐步降低,故合成SO3的速率也随之 降低,当达到一定程度时,两者的速率相等,此时,从宏观上看,体系的组成不再变化,化学反应达到了平 从以上分析,化学反应平衡是一种动态的平衡,微观上,体系的正,反两方向的反应并没有停止,只是3 概述： 通过对热力学第一，二，三定律的学习，已经掌握了对一个热力学过程（包括化学反应）的方向何 限度的基本判断方法，又通过对溶液一章的学习，对多组分体系的基本性质有了一定的了解，本章的中心 任务就是用热力学的这些基本原理，规律和方法来集中研究不作非体积功的封闭体系中化学反应的问题， 实验证明，一切化学反应都是可逆的，所以化学平衡是化学反应体系中的普遍现象，而化学平衡是在一定 的条件下，可以同时向正反两个方向进行的化学反应，当正反两个方向的反应速率相等时，体系就达到了 平衡状态。或是在一定的条件下，可逆反应的正向速率于逆向速率相等，对不同的体系，达到平衡所需的 时间各不相同，但其共同的特点是平衡后体系中各物质的数量均不随时间而改变，产物和反应物的数量之 间具有一定的关系，只要外界条件不变，这个状态不随时间而变化，但外界条件一经变换，平衡状态就要 变化，可见平衡状态从宏观上看表现为静态，而实际上乃是一动态平衡，它是化学反应的限度。若平衡体 系中各物质处于一个相，则叫均相化学平衡，若平衡体系中各物质处于几个不同的相，则叫多相化学平衡 或复相平衡。 比如化学工业，冶金工业和其它工业生产一样，除了希望能获得优质产品外，还要求收率高，成本低。 但是一项化学反应究竟能得到多大的转化率，一些外界条件，例如温度、压力、浓度的改变又将怎样影响 反应的转化率，如果没有理论依据，但凭实验手段加以探索，往往事倍功半。化学反应是在宏观体系内所 发生的过程，我们可以用热力学为理论工具，对某一具体化学反应进行具体分析，得出该反应达到平衡状 态时的转化率，以及外界条件对平衡态的影响。从而根据具体情况制定工艺路线，创造工艺条件，设法使 反应的转化率能接近甚至达到从热力学所得出的理论转化率，以获得最佳的生产效果。 1.发展史 1861～1863 Berthelot, de Saint Gilles （法） 提出逆反应和动态平衡的概念 1864 ～1879 Guldberg - Waage (挪威）建立了质量作用定律，提出了平衡时正逆反应速率相等，正逆 反应速率常数之比只是温度的函数 vant Hoff 定义平衡常数 K 1878 Gibbs 用化学势导出了平衡条件 1884 Le Chatelier 平衡移动原理 1889 vant Hoff 平衡常数与温度的关系方程 1970s ISO ( International Standard Organization)定义标准平衡常数 2.化学平衡的概念： 任何化学反应都有正反两个方向,从微观上看,这两个方向总是同时进行的. 如反应: SO2(g)+0.5O2(g)=SO3(g) 在反应体系中, SO2 分子与 O2 分子会化合生成 SO3 子,但同时, SO3 子也会分解为 SO2 和 O2 分子.若 体系的初始组成是原料 SO2 和 O2,那么在反应初期,体系中主要为 SO2 和 O2 分子,它们之间的碰撞频率 较高,而 SO3 的分子数很少,其分解的速率自然较低,故在宏观上,反应向正方进行. 随着反应的进行, SO3 分子的浓度逐步提高,其分解速率也随之提高; SO2 和 O2 的浓度逐步降低,故合成 SO3 的速率也随之 降低,当达到一定程度时,两者的速率相等,此时,从宏观上看,体系的组成不再变化,化学反应达到了平 衡. 从以上分析,化学反应平衡是一种动态的平衡,微观上,体系的正,反两方向的反应并没有停止,只是