无机化学第5章--化学平衡课件.ppt
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1、第第 5 章章化学平衡化学平衡251化学平衡状态化学平衡状态52化学反应进行的方向化学反应进行的方向53标准平衡常数标准平衡常数K与与rG的关系的关系54化学平衡的移动化学平衡的移动(1)一种动态平衡,平衡条件破坏,平衡将发生移动。一种动态平衡,平衡条件破坏,平衡将发生移动。(2)平平衡衡时时生生成成物物浓浓度度方方次次的的乘乘积积与与反反应应物物浓浓度度方方次次的的乘乘积积的比值为常数的比值为常数K。(3)化化学学平平衡衡规规律律适适用用于于各各种种化化学学平平衡衡(电电离离平平衡衡,酸酸碱碱平平衡、沉淀平衡、氧化还原平衡、配位平衡)。衡、沉淀平衡、氧化还原平衡、配位平衡)。5 1 化学平衡
2、状态化学平衡状态化学平衡化学平衡:可逆反应的正、逆反应速率相等的状态。可逆反应的正、逆反应速率相等的状态。化学平衡的特点:化学平衡的特点:4511 经验平衡常数经验平衡常数对于任一可逆反应对于任一可逆反应a Ab B g Gh H平衡时经验平衡常数为:平衡时经验平衡常数为:不同的反应方程式不同的反应方程式K 的单位不同。的单位不同。5对于气相反应,对于气相反应,aA(g)bB(g)gG(g)hH(g)Kc和和Kp叫作浓度和分压平衡常数。二者之间关系如下:叫作浓度和分压平衡常数。二者之间关系如下:反应前后气体分子数的变化反应前后气体分子数的变化ng(gh)(a b)6512平衡常数与平衡转化率平
3、衡常数与平衡转化率平衡转化率是指已转化的反应物占起始总量的百分比。平衡转化率是指已转化的反应物占起始总量的百分比。7解:设平衡时体系中解:设平衡时体系中H2和和CO2的浓度为的浓度为x moldm3。COH2O H2CO2平衡浓度平衡浓度moldm30.02x0.02xxx得得x c(H2)c(CO2)0.015moldm3CO的转化率为的转化率为:75%例:某温度下,反应例:某温度下,反应CO(g)H2O(g)H2O(g)CO2(g)Kc9若若CO和和H2O的起始浓度皆为的起始浓度皆为0.02moldm3,求,求CO的平衡转化率。的平衡转化率。852化学反应进行的方向化学反应进行的方向对于气
4、体反应对于气体反应:a A(g)b B(g)g G(g)h H(g)K叫作反应的标准平衡常数叫作反应的标准平衡常数。521标准平衡常数标准平衡常数K对于溶液中的反应对于溶液中的反应a Ab B g Gh H9(1)标准态)标准态“”定义:定义:c称为标准浓度,定义称为标准浓度,定义c1molL1p称为标准压力,定义称为标准压力,定义p100kPa(2)K是量纲为是量纲为1的常数的常数(3)纯液体和固体的浓度为)纯液体和固体的浓度为1(4)K与初始浓度无关,只与反应本身和温度有关与初始浓度无关,只与反应本身和温度有关(5)K与反应方程式写法有关与反应方程式写法有关标准平衡常数标准平衡常数K 的有
5、关说明:的有关说明:10多重平衡规则:若多重平衡规则:若:反应反应1 1 反应反应2 2 反应反应3 3 则:则:K1K2K3例例51在同一个容器中在同一个容器中发发生下面的反生下面的反应应:(1)C(s)1/2O2(g)CO(g)(2)CO(g)1/2O2(g)CO2(g)(3)C(s)O2(g)CO2(g)由于反应由于反应(3)(3)反应反应(1)(1)反应反应(2)(2)11522 判断化学反应的方向判断化学反应的方向对于可逆反应对于可逆反应a Ab B g Gh H,自发进行,自发进行的方向除了用的方向除了用rGm来判断外,亦可用某一时刻的反应商来判断外,亦可用某一时刻的反应商Q 与标
6、准平衡常数与标准平衡常数K 进行判断,即进行判断,即12531 化学反应等温式化学反应等温式上式给出了重要的热力学参数上式给出了重要的热力学参数rGm和和K之间的关系,之间的关系,为得到一些化学反应的平衡常数为得到一些化学反应的平衡常数K提供了方法。提供了方法。13例例52计算过氧化氢分解反应的标准摩尔吉布斯自由能计算过氧化氢分解反应的标准摩尔吉布斯自由能变化,并求变化,并求298K时反应的平衡常数。时反应的平衡常数。H2O2(l)H2O(l)1/2O2(g)解:在化学热力学一章中,曾查表计算了解:在化学热力学一章中,曾查表计算了298K反应的反应的rGm116.7kJmol1由式由式rGmR
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