第二节 平衡常数 相的定义：系统中物理、化学性质完全均匀的部分。 反应按相分类： 1相 2相 1相 1.气相反应：系统中均是气体的反应。

Presentation on theme: "第二节 平衡常数 相的定义：系统中物理、化学性质完全均匀的部分。 反应按相分类： 1相 2相 1相 1.气相反应：系统中均是气体的反应。"— Presentation transcript:

1 第二节 平衡常数 相的定义：系统中物理、化学性质完全均匀的部分。 反应按相分类： 1相 2相 1相 1.气相反应：系统中均是气体的反应。
2.液相反应：系统中均是完全互溶液体的反应。 水和CCl4 水和乙醇 1相 2相 例： 1相 1

2 3.复相反应：系统中有两相或两相以上的反应。
对于固体，通常一种固体就为一相。 3相 2

3 第二节 平衡常数 §3.2 平衡常数 CO2+H2 CO+H2O 一、经验平衡常数 (一) 浓度平衡常数(Kc)和压力平衡常数(Kp)
§3.2 平衡常数 第二节 平衡常数 一、经验平衡常数 (一) 浓度平衡常数(Kc)和压力平衡常数(Kp) CO2+H CO+H2O 是个常数。 不论反应从正反应开始还是从逆反应开始，起始浓度如何。 无机化学教研室

4 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) aA + bB gG+hH 一定温度下化学反应：
化学平衡定律：在一定温度下，可逆反应达平衡时，生成物浓度以方程式中计量系数幂次方之积与反应物浓度以方程式中计量系数幂次方之积的比值是一常数。（ Kc与T有关，与浓度c无关）。

5 (一) 浓度平衡常数(Kc)和压力平衡常数(Kp)
Kp 与Kc 的关系? 无机化学教研室

6 (一) 浓度平衡常数(Kc)和压力平衡常数(Kp)
组分气体： 气体混合物中每一种气体均叫做组分气体。 分 压： 组分气体 i 在相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压强，叫做组分气体 i 的分压。

7 混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。 p = p1 + p2 + 
分压定律： 混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。 p = p1 + p2 +  或 p =  pB n =n1+ n2+

8 分压的求解： x B  B的摩尔分数

9 R取值：8.314

10 例： 某容器中含有NH3、O2 、N2等气体的混合物。取样分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算气体NH3的分压。 解： = n(NH3)+n(O2)+n(N2) = 0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol

11 ③根据平衡常数表达式或物料平衡关系进行具体运算 ①写出化学反应方程式
例：298K时，向10L的烧瓶中充入N2O4，使起始压力为100kPa，一部分N2O4分解成NO2，平衡时的总压力为117kPa，求反应的Kc 解题思路 ③根据平衡常数表达式或物料平衡关系进行具体运算 ①写出化学反应方程式 ②按反应方程式的计量关系列出反应起始和平衡的浓度（压力） 无机化学教研室

12 N2O NO2 起始压力 (kPa) 平衡压力 100

13 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g ) N2(g) + H2(g) NH3(g) (二)平衡常数表达式的书写规则
1、平衡常数表达式用平衡浓度和平衡分压 2、平衡常数表达式与化学方程式的写法有关 例如: N2(g) + 3H2(g) NH3(g ) N2(g) + H2(g) NH3(g)

14 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) 3、正反应与逆反应的平衡常数互为倒数
复相反应中，纯固态、纯液态物质不写进平衡常数表达式，并计为K（气体用分压表示）。 例如：

15 4、稀溶液中的水不写进表达式 例如： 非水溶液中的反应，水不应忽略

16 对于一般的化学反应：

17 例：表达下列反应的平衡常数 无机化学教研室

18 平衡常数与温度Ｔ有关，与浓度c无关 平衡常数可以判断反应的进行程度。 (三) 平衡常数的意义 愈大，反应进行得愈完全；
(三) 平衡常数的意义 平衡常数与温度Ｔ有关，与浓度c无关 平衡常数可以判断反应的进行程度。　 愈大，反应进行得愈完全； 愈小，反应进行得愈不完全； 不太大也不太小， 反应物部分地转化为生成物。

19 (四) 平衡常数的应用 转化率是从反应物消耗的角度衡量反应的限度。

20 二、标准平衡常数和吉布斯自由能变化 （一）标准平衡常数（用相对浓度或相对分压） 可逆反应： 若为液相反应： 若为气相反应：

21 （一）标准平衡常数（用相对浓度或相对分压）
复相反应

22 Sn2+(aq)+2Fe3+(aq) Sn4+ (aq)+2Fe2+(aq)
对于气相反应： 对于溶液中的反应：K=Kc Sn2+(aq)+2Fe3+(aq) Sn4+ (aq)+2Fe2+(aq) 无机化学教研室

23  标准平衡常数表达式必须与化学反应计量式相对应。
对于一般的化学反应：  是温度的函数，与浓度、分压无关。  标准平衡常数表达式必须与化学反应计量式相对应。

24 + （T） Q RT ln = (二)、标准平衡常数和吉布斯自由能改变的关系 化学反应等温式：
Q：反应商(reaction quotient)，表达式与K相似。 气相和液相反应的反应商Q分别表示如下， 以任意状态下的相对分压（浓度）表示：

25 (T) = 0，Q平衡 = ( T ) （T） =- RT ln （T） = -RT ln + RT ln Q Q （T） -RT ln =
反应达到平衡时， (T) = 0，Q平衡 = ( T ) （T） =- RT ln 将此式代入前式得： （T） = -RT ln + RT ln Q Q （T） -RT ln =

26 Gibbs函数变判据： Q< K < 反应正向进行 = K Q = 反应处于平衡状态 > K Q 反应逆向进行
反应正向进行 = K Q = 反应处于平衡状态 > K Q 反应逆向进行 Q 代表化学反应的初始状态 K 代表化学反应的终极状态（平衡状态）

27 + （T） Q RT ln = 反应自发性的经验判据 ： 化学反应等温式： 对一般的反应来说：
若 >40 kJ·mol-1，则可认为反应进行的可能性很小； 若 < 40kJ·mol-1 ，即在298.15K时，K>10-7，则可认 为反应有可能进行。 我们称K>10-7为反应自发性的经验判据。 无机化学教研室

28 三、多重平衡规则 如果一个化学反应可以看成几个分反应相加（或相减）的话，那么这个化学反应的平衡常数就等于几个分反应平衡常数之积（或商）。

29 三、多重平衡规则 例：已知：823K时，在同一系统中反应（1）和反应（2）都处于平衡状态，试求在该温度下反应（3）的标准平衡常数 ，并比较H2和CO对CoO的还原能力。

30 解： 反应（3）=反应（2）－反应（1） ＞ 因 故CO还原能力大于H2的还原能力。