第6章 化学平衡精选PPT.ppt

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1、第6章 化学平衡第1页，本讲稿共55页第一节第一节 理想气体定律理想气体定律 p V =n R T p：气体压强：气体压强 V：体积：体积 n：物质的量：物质的量 R：摩尔气体常数：摩尔气体常数 T：热力学温度：热力学温度一、理想气体状态方程式一、理想气体状态方程式气体的最基本特征：可压缩性和扩散性。气体的最基本特征：可压缩性和扩散性。气体的最基本特征：可压缩性和扩散性。气体的最基本特征：可压缩性和扩散性。标准状况标准状况p p=101.325 kPa =101.325 kPa T T=273.15 K=273.15 KV Vm m=22.414 L=22.414 LR R=8.314 kPa

2、=8.314 kPa L L KK-1-1 molmol-1-1 =8314=8314 PaPa L L KK-1-1 molmol-1-1第2页，本讲稿共55页使用此方程应注意几个问题：使用此方程应注意几个问题：只有只有“理想理想”气体才适用此方程式。气体才适用此方程式。何谓理想气体呢？何谓理想气体呢？即分子本即分子本身体积很小（接近无体积），分子间无引力（引力很小），身体积很小（接近无体积），分子间无引力（引力很小），实实际上气体不可能做到，因此这只是个近似方程式，际上气体不可能做到，因此这只是个近似方程式，在压力较低（不在压力较低（不高于高于1atm），温度较高（不低于），温度较高（不低

3、于10oC）的条件下，将气体近）的条件下，将气体近似看作理想气体似看作理想气体(低压高温低压高温)。单位：单位：p V n T RPa m3 mol K 8.314(Pa.m3mol-1k-1)Pa L mol K 8314(Pa.Lmol-1k-1)atm L mol K 0.082(atmLmol-1K-1)第3页，本讲稿共55页1.1.计算计算计算计算p p，V V，T T，n n四个物理量之一四个物理量之一四个物理量之一四个物理量之一2.2.气体摩尔质量等的计算气体摩尔质量等的计算气体摩尔质量等的计算气体摩尔质量等的计算M=Mr g mol-1二、二、理想气体状态方程的应用理想气体状态

4、方程的应用用于用于用于用于温度不太低，压力不太高的气温度不太低，压力不太高的气温度不太低，压力不太高的气温度不太低，压力不太高的气体体pV=nRT第4页，本讲稿共55页=m/V3.3.气体密度的计算气体密度的计算气体密度的计算气体密度的计算第5页，本讲稿共55页三、混合气体的分压定律三、混合气体的分压定律1、分压、分体积、体积分数、摩尔分数、分压、分体积、体积分数、摩尔分数 由由于于气气体体具具有有扩扩散散性性、渗渗透透性性，因因此此几几种种气气体体在在混混合合时时，在在不不发发生生化化学学反反应应的的条条件件下下，可可以以以以任任意意比比例例混混合合，那那么么混混合合气气体体中中各各个个组组

5、分分所所占占的的相相对对含含量量，可可以以用用分分压压、分体积、体积分数、摩尔分数来表示。分体积、体积分数、摩尔分数来表示。第6页，本讲稿共55页分压分压分压分压(p pi i)：相同温度下，当混合气体中组分相同温度下，当混合气体中组分相同温度下，当混合气体中组分相同温度下，当混合气体中组分i i（n ni i）单独）单独）单独）单独占据混合气体总体积（占据混合气体总体积（占据混合气体总体积（占据混合气体总体积（V V总总总总）时的压强（）时的压强（）时的压强（）时的压强（p pi i），称为该组），称为该组），称为该组），称为该组分气体的分压。分气体的分压。分气体的分压。分气体的分压。p总总

6、=（pi）=p1+p2+p3+pi （恒（恒T恒恒V时）时）第7页，本讲稿共55页分体积分体积分体积分体积(V Vi i)：相同温度下，组分气体：相同温度下，组分气体：相同温度下，组分气体：相同温度下，组分气体i i具有和混合气体相同具有和混合气体相同具有和混合气体相同具有和混合气体相同的压强（的压强（的压强（的压强（P P总总总总）时，其具有的体积（）时，其具有的体积（）时，其具有的体积（）时，其具有的体积（V Vi i）称为该组分气体的分）称为该组分气体的分）称为该组分气体的分）称为该组分气体的分体积。体积。体积。体积。分体积只对单一气体而言，是指他单独存在并且与混合气分体积只对单一气体而

7、言，是指他单独存在并且与混合气体相同压强时的体积。体相同压强时的体积。V总总=Vi 第8页，本讲稿共55页体积分数体积分数体积分数是某组分气体的分体积与总体积之比。体积分数是某组分气体的分体积与总体积之比。i=Vi/V总总 摩尔分数摩尔分数某组分气体的分物质的量与混合气体总的物质的量之比，某组分气体的分物质的量与混合气体总的物质的量之比，即即i=ni/n总总注注意意：在在理理理理想想想想气气气气体体体体状状状状态态态态方方方方程程程程中中中中，分分体体积积与与分分压压不不能能同同时时出现，分压对应的是总体积，分体积对应的是总压出现，分压对应的是总体积，分体积对应的是总压。p总总V i=niRT

8、 p总总V总总=n总总RT Vi/V总总=ni/n总总=i 第9页，本讲稿共55页P i V总总=niRTP总总V总总=n总总RT Pi/P总总=ni/n总总=i 则：第10页，本讲稿共55页、分压定律：分压定律：分压定律：分压定律：混混混混合合合合气气气气体体体体的的的的总总总总压压压压等等等等于于于于混混混混合合合合气气气气体体体体中中中中各各各各组组组组分分分分气气气气体体体体分压之和分压之和分压之和分压之和 p总总V V总总=n总总RTRT=(n1+n n2+n3+n ni i)RTRT 即即 p总总=pi pi=i p总总p p总总总总=p=p1 1+p p2 2+或或或或 p p总

9、总总总=p pi i=(p1+p2+p3+pi)V总总 第11页，本讲稿共55页、分体积定律分体积定律分体积定律分体积定律 混合气体总体积等于各组分气体分体积之和混合气体总体积等于各组分气体分体积之和混合气体总体积等于各组分气体分体积之和混合气体总体积等于各组分气体分体积之和 p总总V总总=n总总RT=(n1+n2+n3+ni)RT 即即 V总总=Vi Vi=i V总总V V总总总总=V=V1 1+V+V2 2+或或或或 V V总总总总=V Vi i=p总总(V1+V2+V3+Vi)第12页，本讲稿共55页例例：由由由由NHNH4 4NONO2 2分分分分解解解解制制制制氮氮氮氮气气气气，在在

10、在在296K296K及及及及9.56109.56105 5PaPa压压压压力力力力下，用排水集气法收集到下，用排水集气法收集到下，用排水集气法收集到下，用排水集气法收集到0.0575 L0.0575 L氮气，计算：氮气，计算：氮气，计算：氮气，计算：（1 1）氮气的分压；氮气的分压；氮气的分压；氮气的分压；（2 2）干燥后氮气的体积（在）干燥后氮气的体积（在）干燥后氮气的体积（在）干燥后氮气的体积（在296K296K，压强为，压强为，压强为，压强为9.56109.56105 5PaPa下）下）下）下）（已知水在（已知水在（已知水在（已知水在296K296K时的饱和蒸气压为时的饱和蒸气压为时的饱

11、和蒸气压为时的饱和蒸气压为2.81102.81103 3 PaPa）氮气和水蒸气的氮气和水蒸气的氮气和水蒸气的氮气和水蒸气的混合气体混合气体混合气体混合气体液态水液态水液态水液态水第13页，本讲稿共55页解：解：解：解：NHNH4 4NONO2 2(s)(s)2H2H2 2O(g)+NO(g)+N2 2(g)(g)（1 1）p p(N(N2 2)=)=p p总总总总p p(H(H2 2O)O)=9.5610 =9.56105 5-2.8110-2.81103 3=9.5310=9.53105 5（PaPa）（2 2）经干燥后的氮气体积）经干燥后的氮气体积）经干燥后的氮气体积）经干燥后的氮气体积

12、 p p总总总总V V(N(N2 2)=p p(N(N2 2)V V总总总总第14页，本讲稿共55页例例 在实验室中用排水取气法制取氢气，在在实验室中用排水取气法制取氢气，在23、100 kPa下，下，收集了收集了370 mL的气体。试求：氢气的物质的量（的气体。试求：氢气的物质的量（mol）.已知已知23时水的饱和蒸气压为时水的饱和蒸气压为2.8 kPa。解解 因因为为在在水水面面上上收收集集氢氢气气，所所以以P总总=p(H2)+p(H2O)，因因此此氢气的分压氢气的分压p(H2):p(H2)=(100-2.8)kPa=97.2kPa（2）氢气物质的量）氢气物质的量n(H2)=0.014mo

13、l第15页，本讲稿共55页 一一一一种种种种气气气气体体体体可可可可以以以以自自自自发发发发地地地地同同同同另另另另一一一一种种种种气气气气体体体体混混混混合合合合，并并并并且且且且可可可可以以以以互互互互相渗透，这种现象叫做扩散。相渗透，这种现象叫做扩散。相渗透，这种现象叫做扩散。相渗透，这种现象叫做扩散。四、四、气体扩散定律（气体扩散定律（气体扩散定律（气体扩散定律（GrahamGraham）扩散定律扩散定律扩散定律扩散定律 不不同同气气体体的的扩扩散散速速度度不不同同。相相同同的的温温度度和和压压力力下下，重重的气体扩散较慢，轻的气体扩散较快。的气体扩散较慢，轻的气体扩散较快。根据实验得

14、出结论：根据实验得出结论：根据实验得出结论：根据实验得出结论：同同同同温温温温同同同同压压压压下下下下，气气气气体体体体的的的的扩扩扩扩散散散散速速速速度度度度与与与与气气气气体体体体密密密密度度度度的的的的平平平平方方方方根根根根成成成成反反反反比比比比，与其相对分子质量的平方根成反比。与其相对分子质量的平方根成反比。与其相对分子质量的平方根成反比。与其相对分子质量的平方根成反比。第16页，本讲稿共55页例例：已已已已知知知知氯氯氯氯气气气气的的的的相相相相对对对对分分分分子子子子质质质质量量量量为为为为7171，且且且且臭臭臭臭氧氧氧氧与与与与氯氯氯氯气气气气的的的的扩扩扩扩散速度的比值为

15、散速度的比值为散速度的比值为散速度的比值为1.1931.193。试求臭氧的分子式。试求臭氧的分子式。试求臭氧的分子式。试求臭氧的分子式。解：已知解：已知解：已知解：已知则臭氧的分子式为则臭氧的分子式为则臭氧的分子式为则臭氧的分子式为OO3 3所以所以所以所以 答：臭氧的分子式为答：臭氧的分子式为答：臭氧的分子式为答：臭氧的分子式为OO3 3。49.9/16 33第17页，本讲稿共55页1 1化学反应的可逆性化学反应的可逆性化学反应的可逆性化学反应的可逆性 一、一、可逆反应与化学平衡可逆反应与化学平衡可逆反应与化学平衡可逆反应与化学平衡 同一条件下，正、逆方向都能进行的反应称为可逆反应同一条件下

16、，正、逆方向都能进行的反应称为可逆反应 逆逆反反应应进进行行的的程程度度很很小小，习习惯惯上上称称之之为为不不可可逆逆反反应应 N2O4(无色无色)2NO2(红棕色红棕色)注意：大多数反应都具有可逆性注意：大多数反应都具有可逆性 MnO22KClO3 =2KCl+3O2 第二节、化学平衡第二节、化学平衡 第18页，本讲稿共55页2 2化学平衡的建立化学平衡的建立化学平衡的建立化学平衡的建立H2(g)+I2(g)2HI(g)反应开始反应开始：c(H2),c(I2)大大,c(HI)=0,正正大大,逆逆为为 0 反应进行：反应进行：正正减小减小,逆逆增大增大 某一时刻：某一时刻：正正=逆逆，达到平衡

17、状态，系统组成不变，达到平衡状态，系统组成不变第19页，本讲稿共55页 对于一个反应体系，当正逆反应速度相等时，体对于一个反应体系，当正逆反应速度相等时，体系所处的状态称为系所处的状态称为化学平衡化学平衡 当一个反应体系达到化学平衡状态，反应物和产当一个反应体系达到化学平衡状态，反应物和产物物质的量物物质的量(浓度浓度)不再改变不再改变 对于一个可逆反应对于一个可逆反应对于一个可逆反应对于一个可逆反应aA+bB aA+bB dD+eEdD+eE 反反反反应应应应开开开开始始始始时时时时，正正正正向向向向反反反反应应应应的的的的 r rG0G 逆逆,反反反反应应应应正正正正向自发向自发向自发向自

18、发经经经经过过过过足足足足够够够够长长长长的的的的时时时时间间间间，当当当当 r rG=0G=0，正正=逆逆时时时时，可可可可逆逆逆逆反反反反应应应应达到了平衡状态，简称达到了平衡状态，简称达到了平衡状态，简称达到了平衡状态，简称化学平衡化学平衡化学平衡化学平衡第20页，本讲稿共55页 恒温、封闭体系、可逆反应恒温、封闭体系、可逆反应恒温、封闭体系、可逆反应恒温、封闭体系、可逆反应建立平衡的前提建立平衡的前提建立平衡的前提建立平衡的前提 化学平衡是一个动态平衡化学平衡是一个动态平衡化学平衡是一个动态平衡化学平衡是一个动态平衡 封闭体系中可逆反应进行的最大限度。封闭体系中可逆反应进行的最大限度。

19、封闭体系中可逆反应进行的最大限度。封闭体系中可逆反应进行的最大限度。（正逆反应都是最大限度）（正逆反应都是最大限度）（正逆反应都是最大限度）（正逆反应都是最大限度）有条件的平衡。外界因素改变时，平衡移动有条件的平衡。外界因素改变时，平衡移动有条件的平衡。外界因素改变时，平衡移动有条件的平衡。外界因素改变时，平衡移动 平衡态的确立与达成平衡的途径无关平衡态的确立与达成平衡的途径无关平衡态的确立与达成平衡的途径无关平衡态的确立与达成平衡的途径无关 化学平衡的几个特点化学平衡的几个特点 第21页，本讲稿共55页 3 3平衡转化率平衡转化率平衡转化率平衡转化率 平衡时反应物的转化率（平衡时反应物的转化

20、率（）平平衡衡状状态态下下，平平衡衡组组成成不不再再随随时时间间发发生生变变化化，因因此此平平衡衡状状态态是是封封闭闭体体系系中中可可逆逆反反应应自自发发进进行行的的最最大大限限度。度。第22页，本讲稿共55页二二 化学平衡常数化学平衡常数 1化学平衡定律和经验平衡常数化学平衡定律和经验平衡常数化学平衡定律和经验平衡常数化学平衡定律和经验平衡常数 化化化化学学学学平平平平衡衡衡衡定定定定律律律律：一一一一定定定定温温温温度度度度下下下下，可可可可逆逆逆逆反反反反应应应应达达达达平平平平衡衡衡衡时时时时，各各各各生生生生成成成成物物物物的的的的浓浓浓浓度度度度（或或或或分分分分压压压压）以以以以

21、其其其其计计计计量量量量数数数数为为为为乘乘乘乘幂幂幂幂的的的的乘乘乘乘积积积积与与与与各各各各反反反反应应应应物物物物的的的的浓浓浓浓度度度度（或或或或分分分分压压压压）以以以以其其其其计计计计量量量量数数数数为为为为乘乘乘乘幂幂幂幂的的的的乘乘乘乘积积积积之之之之比比比比是一个常数，称为是一个常数，称为是一个常数，称为是一个常数，称为平衡常数平衡常数平衡常数平衡常数(equilibrium constant)(equilibrium constant)(equilibrium constant)(equilibrium constant)。溶液中可逆反应溶液中可逆反应 a A(a A(aq

22、aq)+b B()+b B(aqaq)d D(d D(aqaq)+e E()+e E(aqaq)第23页，本讲稿共55页 气相可逆反应：气相可逆反应：气相可逆反应：气相可逆反应：a A(g)+b B(g)d D(g)+e E(g)(T,平衡平衡)化学平衡定律化学平衡定律 KC和KP之间的定量关系第24页，本讲稿共55页 在在在在一一一一定定定定温温温温度度度度下下下下，K KC C是是是是常常常常数数数数，K Kp p也也也也一一一一定定定定是是是是常常常常数数数数。K KC C和和和和K KP P常称为常称为常称为常称为实验平衡常数实验平衡常数实验平衡常数实验平衡常数或或或或经验平衡常数经验

23、平衡常数经验平衡常数经验平衡常数 经验平衡常数一般是有量纲的经验平衡常数一般是有量纲的经验平衡常数一般是有量纲的经验平衡常数一般是有量纲的 分压单位取分压单位取分压单位取分压单位取kPa,kPa,浓度的单位取浓度的单位取浓度的单位取浓度的单位取molLmolL-1-1 时，时，时，时，R R的数值为的数值为的数值为的数值为8.314 kPaLmol8.314 kPaLmol-1-1KK-1-1第25页，本讲稿共55页例：例：例：例：某温度下反应某温度下反应某温度下反应某温度下反应 N N2 2(g)+3 H(g)+3 H2 2(g)(g)2 NH2 NH3 3(g)(g)达到平衡时，达到平衡时

24、，达到平衡时，达到平衡时，NH NH3 3 =4 mol L=4 mol L1 1 ，N N2 2 =3 mol L=3 mol L1 1 ，H H2 2 =9 mol L=9 mol L1 1，求该温度时反应的平衡常数求该温度时反应的平衡常数求该温度时反应的平衡常数求该温度时反应的平衡常数 K Kc c解解:Kc =7 10-3(mol L-1)-2 第26页，本讲稿共55页 2 2标准平衡常数标准平衡常数标准平衡常数标准平衡常数 活度活度(ai)气态物质气态物质气态物质气态物质溶液中溶质溶液中溶质溶液中溶质溶液中溶质 标准平衡常数标准平衡常数标准平衡常数标准平衡常数 任意化学反应任意化学反

25、应任意化学反应任意化学反应 p pA+A+q q B B d d D+D+e eE E p=100 kPa cmol/L第27页，本讲稿共55页 溶液反应溶液反应 a A(aq)+b B(aq)g G(aq)+h H(aq)K K 称为标准平衡常数，没有量纲称为标准平衡常数，没有量纲称为标准平衡常数，没有量纲称为标准平衡常数，没有量纲气相反应气相反应 a A(g)+b B(g)g G(g)+h H(g)对于液体，对于液体，Kc与与与与K 数值相等；数值相等；数值相等；数值相等；对于气体，对于气体，对于气体，对于气体，Kc与与与与K 数值一般不等数值一般不等数值一般不等数值一般不等第28页，本讲

26、稿共55页解解:例：例：反应反应 A(g)=2 B(g)在某温度达到平衡时，在某温度达到平衡时，各组分的分压均为各组分的分压均为 1.0 10 5 Pa，求其经验平衡常数，求其经验平衡常数 Kp 和标准平衡常数和标准平衡常数 K 。第29页，本讲稿共55页 3化学反应等温式化学反应等温式化学反应等温式化学反应等温式 一个任意的化学反应一个任意的化学反应 pA+q B d D+eE 若若反反应应体体系系中中各各种种物物质质保保持持任任一一活活度度ai的的情情况况下其反应进度下其反应进度为为1摩尔，自由能变化为：摩尔，自由能变化为：J J 代代代代表表表表反反反反应应应应在在在在任任任任意意意意状

27、状状状态态态态下下下下活度的比值活度的比值活度的比值活度的比值-活度商活度商活度商活度商 等温方程等温方程等温方程等温方程 第30页，本讲稿共55页达到平衡时达到平衡时达到平衡时达到平衡时 r rG G=0=0 标准平衡常数标准平衡常数标准平衡常数标准平衡常数 R-8.314Jmol-1K-1第31页，本讲稿共55页例：例：求求 2 NO2(g)N2O4(g)298 K 时的时的 K 解：解：K =6.88 此公式求得的平衡常数一定此公式求得的平衡常数一定是是 K 第32页，本讲稿共55页 4 4平衡常数与反应方程式平衡常数与反应方程式平衡常数与反应方程式平衡常数与反应方程式 同一化学反应，用

28、不同的反应方程式来表示同一化学反应，用不同的反应方程式来表示平衡常数表达式平衡常数表达式平衡常数值平衡常数值量纲量纲 不同不同不同不同（呈某种方次的关系）（呈某种方次的关系）（呈某种方次的关系）（呈某种方次的关系）第33页，本讲稿共55页2NO2(g)N2O4(g)（1）NO2(g)(1/2)N2O4(g)（2）N2O4(g)2 NO2(g)（3）Kc(1)=(Kc(2)2 Kc(1)=1/Kc(3)对应对应Kp、K 都有类似的关系都有类似的关系 例：例：2NO2(g)N2O4(g)第34页，本讲稿共55页 5 5书写平衡常数关系式的规则书写平衡常数关系式的规则书写平衡常数关系式的规则书写平衡

29、常数关系式的规则 纯固体、纯液体其浓度、活度视为常数纯固体、纯液体其浓度、活度视为常数(1)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)Kc=CO2 Kp=p(CO2)稀溶液的溶剂，不出现在平衡常数表达式中稀溶液的溶剂，不出现在平衡常数表达式中 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O 第35页，本讲稿共55页 CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 非水溶液中的反应，如有水参加则计入其内非水溶液中的反应，如有水参加则计入其内 固体固体-气体气体-溶液中的溶质间的平衡溶液中的溶质间的平衡(复相复相)Zn（s）+2H+(aq)Zn2+(aq)+H2(g)第36页，本讲稿

30、共55页 6 6多重平衡规则多重平衡规则多重平衡规则多重平衡规则 体体系系中中几几个个反反应应同同时时发发生生，某某种种物物质质常常同同时时参参加加几几个个反反应应。体体系系达达到到平平衡衡时时，几几个个反反应应同同时时建建立立平平衡衡，这这种种现现象象称为多重平衡。称为多重平衡。第37页，本讲稿共55页 高温体系高温体系:FeO(s),CO(g),C(s)和和CO2(g)四种物质四种物质 CO2（g）+C(s)=2CO(g)（）（）FeO(s)+CO(g)=CO2(g)+Fe(s)（）（）FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s)（）（）体系达到平衡状态体系达到平衡状态体系达到平衡状态体

31、系达到平衡状态 平衡常数与反应方程式之间的关系平衡常数与反应方程式之间的关系平衡常数与反应方程式之间的关系平衡常数与反应方程式之间的关系 反应反应3=反应反应2+反应反应1,则则K3=K2K1 第38页，本讲稿共55页另外，如：另外，如：反应反应3=反应反应2 反应反应1,则则K3=K2/K1 反应反应2=-反应反应1,则则K2=1/K1 第39页，本讲稿共55页 7 7平衡常数的意义平衡常数的意义平衡常数的意义平衡常数的意义 Kp,Kc,K仅仅是是温温度度的的函函数数。K值值大大小小可可判判断断反反应应进进行的程度，估计反应的可能性。行的程度，估计反应的可能性。N2+O2 2NO Kc=1

32、10-30 (298K)基本不能进行，但在高温基本不能进行，但在高温(雷电雷电)条件下平衡常数增大条件下平衡常数增大 2Cl(g)=Cl2(g)Kc=1 1038(298K)非常彻底非常彻底 一般：平衡常数在一般：平衡常数在一般：平衡常数在一般：平衡常数在1010-7-710107 7之间属于典型的之间属于典型的之间属于典型的之间属于典型的可逆反应可逆反应可逆反应可逆反应 第40页，本讲稿共55页 平衡常数表达式表明一平衡常数表达式表明一定定T下下体系达成平体系达成平 衡的条件衡的条件aA+bB dD+eE体系处于体系处于平衡状态平衡状态 用用Jc和和Kc 的相对大小，判断反应是否平衡的相对大

33、小，判断反应是否平衡 及反应进行的方向及反应进行的方向 平衡常数数值的大小，不能预示反应达到平衡常数数值的大小，不能预示反应达到 平衡所需要的时间平衡所需要的时间 JcKc 逆向反应自发进行逆向反应自发进行Jc=Kc 体系处于平衡状态体系处于平衡状态 体系处于体系处于任意状态任意状态 Jc(浓度商浓度商)第41页，本讲稿共55页例例.反应：反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)在在250进行。进行。反反应应前前，将将0.700mol的的PCl5加加入入到到容容积积为为2.00L的的密密闭闭容容器器中中,反反应应达达平平衡衡后后,经经测测定定知知Cl2的的物物质质的的量量为为0.500

34、mol。计计算算250时的标准平衡数时的标准平衡数K及及PCl5的分解率。的分解率。解：解：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)平衡时：平衡时：n平平/mol 0.700-0.500 0.500 0.500 =0.200平衡时各物种分压：平衡时各物种分压：p(PCl3)=p(Cl2)=1087(kPa)同理，同理，p(PCl5)=435 kPaK=27.2=100%=71.4%第42页，本讲稿共55页条件改变，旧的平衡被破坏，引起混合物中各物质百分含条件改变，旧的平衡被破坏，引起混合物中各物质百分含量随之改变，达到新平衡状态的过程叫做量随之改变，达到新平衡状态的过程叫做化学平衡移动化学平

35、衡移动 平衡新平衡 不平衡条件改变条件改变移动移动J=K 体系处于平衡状态体系处于平衡状态J K or J K 体系处于非平衡状态，会发生移动。体系处于非平衡状态，会发生移动。第三节第三节 化学平衡的移动化学平衡的移动第43页，本讲稿共55页实现途径实现途径浓度、压力和温度等因素都可以引起平衡移动浓度、压力和温度等因素都可以引起平衡移动浓度、压力和温度等因素都可以引起平衡移动浓度、压力和温度等因素都可以引起平衡移动 平衡平衡不平衡 不平衡改变反应物或产物的分压（浓度）使Jp(Jc)值变化改变温度使Kp(Kc)值改变第44页，本讲稿共55页一、一、浓度对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响 一定温

36、度下，一定温度下，K Kc c为一常数为一常数 Jc=Kc,rG=0,平平衡衡状状态态;改改变变Jc，使使JcKc，rG 0，反应自发向某方向进行，平衡就要移动，反应自发向某方向进行，平衡就要移动AcAc-+H+H2 2O O HAc+OH HAc+OH-增增加反应物浓度加反应物浓度 减少生成物浓度减少生成物浓度平衡正向移动 增加生成物浓度增加生成物浓度 减少反应物浓度减少反应物浓度平衡逆向移动 Jc Kc 平衡时，平衡时，Kc=HAcOH-/Ac-第45页，本讲稿共55页二二、压力对化学平衡的影响压力对化学平衡的影响 一定温度下，一定温度下，K Kp p为一常数为一常数 1 1某些气体组分的

37、分压变化某些气体组分的分压变化某些气体组分的分压变化某些气体组分的分压变化 pV=nRT p=cRT 改变气体分压改变气体分压改变气体分压改变气体分压,相当于改变浓度相当于改变浓度相当于改变浓度相当于改变浓度对平衡的影响和浓度是一致的对平衡的影响和浓度是一致的对平衡的影响和浓度是一致的对平衡的影响和浓度是一致的 改改变变气气态态反反应应物物的的分分压压，若若能能使使JpKp，使使rG 0，则能使平衡移动，则能使平衡移动第46页，本讲稿共55页2 2体系总压的改变（压缩或膨胀）体系总压的改变（压缩或膨胀）体系总压的改变（压缩或膨胀）体系总压的改变（压缩或膨胀）-情况复杂，分别进行讨论情况复杂，分

38、别进行讨论 （）（）反应前后气体分子数不等的反应反应前后气体分子数不等的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡平衡 Jp=Kp p总增到两倍Jp=(1/4)Kp 即即 Jp Kp朝NH3分解的方向移动Jp=Kp=PNH32/(PN2.PH23)Jp=(2 PNH3)2/2PN2.(2PH2)3第47页，本讲稿共55页（）（）反应前后气体分子数相等反应前后气体分子数相等 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)平衡平衡 Jp=Kp 反反反反应应应应前前前前后后后后气气气气态态态态总总总总分分分分子子子子数数数数相相相相等等等等，等等等等温温温温下下下下增增增增加加加加或降低总压力

39、，对平衡没有影响或降低总压力，对平衡没有影响或降低总压力，对平衡没有影响或降低总压力，对平衡没有影响p总增大p总减小 Jp=Kp 平衡不移动第48页，本讲稿共55页 3 3惰性气体的影响惰性气体的影响惰性气体的影响惰性气体的影响 温度和总压力不变温度和总压力不变-引入惰性气体引入惰性气体 体积增大，各组分气体的分压降低体积增大，各组分气体的分压降低定温定容定温定容-引入惰性气体，平衡不移动引入惰性气体，平衡不移动 4 4溶液中进行的反应，压力对平衡几乎无影响溶液中进行的反应，压力对平衡几乎无影响溶液中进行的反应，压力对平衡几乎无影响溶液中进行的反应，压力对平衡几乎无影响 平衡向气态物质总计量数

40、增大的方向移动平衡向气态物质总计量数增大的方向移动第49页，本讲稿共55页三、三、三、三、温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响 aA+bB dD+eE 平衡平衡 J=KT变化变化,则则K会变化，会变化，使使JK，引起平衡移动引起平衡移动可逆反应可逆反应可逆反应可逆反应 r rG G=-=-RTRT ln lnK K r rG G=r rHH -T Tr rS S 第50页，本讲稿共55页 不同的反应，不同的反应，K随随T变化的趋势及改变变化的趋势及改变 程度大小的不同体现在程度大小的不同体现在rH上上 lnK与与1/T是直线关系是直线关系rH数值上越

41、大数值上越大,K随随T改变的程度越大改变的程度越大第51页，本讲稿共55页放热反应放热反应-rH为负值，温度降低时，为负值，温度降低时，K变大变大吸热反应吸热反应-rH为正值，温度升高时，为正值，温度升高时，K变大变大 升高温度,平衡向吸热方向移动温度降低，平衡向放热方向移动在在温温度度T1、T2时时，其其平平衡衡常常数数分分别别为为K1、K2，代代入入上上式式，两式相减两式相减第52页，本讲稿共55页例：例：合成氨反应合成氨反应-放热反应放热反应 N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3温度升高或降低平衡向哪个方向移动？温度升高或降低平衡向哪个方向移动？温度升高-平衡左移温度降低

42、-平衡右移 四、勒夏特里原理四、勒夏特里原理四、勒夏特里原理四、勒夏特里原理 -假假如如改改变变平平衡衡系系统统的的条条件件之之一一，如如温温度度、压压力力或或浓浓度度，平衡就向减弱这个改变的方向移动平衡就向减弱这个改变的方向移动 第53页，本讲稿共55页 增加反应物浓度，向减小反应物浓度的方向移动增加反应物浓度，向减小反应物浓度的方向移动 减小生成物浓度，向增加生成物浓度的方向移动减小生成物浓度，向增加生成物浓度的方向移动 增加体系总压力，平衡向减小压力的方向移动增加体系总压力，平衡向减小压力的方向移动 降低体系总压力，平衡向增大压力的方向移动降低体系总压力，平衡向增大压力的方向移动 升高温

43、度，向降低温度（吸热）的方向移动升高温度，向降低温度（吸热）的方向移动 降低温度，向升高温度（放热）的方向移动降低温度，向升高温度（放热）的方向移动 该原理对动态平衡都适用，对非平衡体系无效该原理对动态平衡都适用，对非平衡体系无效该原理对动态平衡都适用，对非平衡体系无效该原理对动态平衡都适用，对非平衡体系无效 催催催催化化化化剂剂剂剂能能能能同同同同时时时时加加加加快快快快正正正正、逆逆逆逆方方方方向向向向反反反反应应应应的的的的速速速速率率率率，能能能能改改改改变反应达到平衡的时间，但不能使平衡移动变反应达到平衡的时间，但不能使平衡移动变反应达到平衡的时间，但不能使平衡移动变反应达到平衡的时间，但不能使平衡移动第54页，本讲稿共55页分压、分体积的理解和计算分压、分体积的理解和计算平衡常数的意义、表达式及其计算平衡常数的意义、表达式及其计算改变温度改变温度-改变平衡常数改变平衡常数K改变浓度（或压力）改变浓度（或压力）-改变改变J平衡移动平衡移动平衡移动平衡移动JK小结小结对于指定的反应，平衡常数只与温度有关，对于指定的反应，平衡常数只与温度有关，改变浓改变浓度（或压力）度（或压力）平衡常数不变，平衡常数不变，改变温度改变温度平衡常数改变平衡常数改变 第55页，本讲稿共55页