PPT《aA+bB dD+eE》

aA+bB dD+eE ΔrGm(T ) :为任意状态下的自由能变 ? ΔrGm (T ) :为标准状态下的自由能变 r = r Gm θ(T)≈r H m θ - Tr S m θ 第 4章 化学平衡1.

化学平衡常数 2. 等温方程式及应用 3. 化学平衡移动 化学平衡rtr正 r逆AB4.1 化学平衡常数 4.1.1.化学平衡 1.Δr Gm(T)=0 2.浓度、分压等宏 观性质不随时间变化 特点 3.平衡是动态平衡 4.化学平衡是暂时的、 相对的、有条件的 下标e表示"平衡" 4.1.2 平衡常数 K

1、经验平衡常数(实验平衡常数) 反应 aA(g) + bB(g)dD(g) + eE(g)平衡分压 pe(A) pe(B)pe(D) pe(E) (1) 气相反应的经验平衡常数 式中: Kp 的单位为 Pa∑ν∑ν=(d+e)-(a+b) 如: 对于气相反应,在恒温恒容下,721K时反应 H2(g)+I2(g)2HI(g) 明确:表达式中的量都为平衡时的量. 1/2H2(g)+1/2I2(g)HI(g) 化学平衡常数 (2)溶液中反应的经验平衡常数 式中: Kc 的单位为 (mol.dm-3)∑ν ∑ν=(d+e)-(a+b). 平衡浓度:ce(A) ce(B) ce(D) ce(E) aA + bB dD + eE 化学平衡常数 = 相对平衡浓度或相对平衡压力

2 标准平衡常数K 下标 r,e 表示相对平衡的量. pθ =

100 kPa c θ =

1 mol・L-1 pe /p = p r,e ce /c = c r,e(纯数) 标准平衡常数无单位 化学平衡常数 Zn+2H+Zn2++H2 对气体: aA(g) + bB(g)dD(g) + eE(g) 当∑ν=(d+e)-(a+b)=0时,两常数数值相等. K = Kp(P )-∑ν 6.1 化学平衡常数 K = θ 平衡分压 pe(A) pe(B)pe(D) pe(E) 溶液 aA(aq) + bB(aq)dD(aq) + eE(aq) K = K = Kc(c )-∑ν 两常数数值相等. 化学平衡常数 平衡浓度:ce(A) ce(B)ce(D) ce(E) 例:已知A(g)2B(g)KP=100kPa,求反应的K ? K = Kp(P )-∑ν=100kPa *( 100kPa)-1 =

1 说明: (1)平衡常数K (Kc、Kp、K )是反应的特征常数,只与反应的本性、温度有关,与浓度压力无关;

(2)K (Kc、Kp、K )值的大小表示反应进行完全 的程度;

6.1 化学平衡常数 HCl=H++Cl- HAc H++Ac- = 5.7 *

104 =(5.7*104)1/2 如: N2(g) +

3 H2(g)2NH3(g) ? N2(g) + 3/2 H2(g)NH3(g)

3 使用平衡常数的有关规则 (1)表达式中各组分的量都是指平衡时的量 (2) 平衡常数的表达式和它的数值取决于化学方程式的书写形式 化学平衡常数 固体不写入表达式 (3) 若反应中有纯固体或纯液体(不是溶液),在平衡常数表达式中均不必写出Fe3O4(s) +

4 H2(g)3 Fe(s) +

4 H2O(g) r r 化学平衡常数 ==== (4) 稀溶液中进行的反应,溶剂的浓度可视为常数, 不写入平衡常数表达式中 溶剂水不写入表达式 Cr2O72-(aq)+H2O 2CrO42- (aq) +2H+ (aq) 化学平衡常数 Zn+2H+Zn2++H2 = (5) 若某反应是几个反应之和, 则总反应的平衡常数为该几个反应的平衡常数之乘积;

若某反应是几个反应之差, 则总反应的平衡常数为该几个反应的平衡常数之商 C(s) + 1/2O2(g CO (g)K1 CO(g) +1/2O2 (g)CO2 (g)K2 C (s) + O2 (g)CO2(g)K3=? K3= K1?K2 (多重平衡) 化学平衡常数 H2S H++HS- HS-H++S2- H2S 2H++S2- ③=①- ②K3=K1/K2 ③=2①- 2②K3=K12/K22 C(s)+O2 CO2(g) K1 CO(g) + 1/2O2 CO2 (g)K2 C(s) + 1/2O2 CO(g) K3=? C(s) + O2 CO2(g)K1 CO(g) + 1/2O2 CO2 (g)K2 2C(s) + O2 2CO(g) K3=? 化学平衡常数

4 平衡常数与转化率α 平衡转化率 α 与 浓度 和 温度有关. 平衡常数K 与浓度无关与温度有关 化学平衡常数 HAc H++Ac-

5 标准平衡常数与反应商 (Q) aA+bB dD+eE K = K = 化学平衡常数 Q与Kθ区别? aA+bB dD+eE Kc = Kp = 化学平衡常数 K = K = 4.1.3 标准自由能变与标准平衡常数 等温方程 ΔrGm(T ) :为任意状态下的自由能变 aA+bB dD+eE ΔrGm (T ) :为标准状态下的自由能变 Q:为T 时任意状态下的反应商 Zn+2H+Zn2++H2 任意状态 标准状态 平衡状态时: ΔrGm(T) =

0 ΔrGm (T)+ RT ln Q 平衡=0 Q 平衡 =K Zn+2H+Zn2++H2 T 化学平衡常数 判断反应方向 Q >K ,ΔrGm(T)>0,反应逆向自发进行.Q =K ,ΔrGm(T)= 0,反应处于平衡态.Q Kp = 11.5 kPa 正反应不自发. (2)Q p= =8.263kPa Q p pr ( H2O K2 ? D. K2 ? > pr ( H2O K3 ? √ 作业

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