1、 第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度 在化工生產(chǎn)中，不僅要關(guān)心化學(xué)反應(yīng)的速度，還要關(guān)心原料利用率，即化學(xué)反應(yīng)的限度，可以節(jié)約成本，減少環(huán)境污染。 很多化學(xué)反應(yīng)，特別是有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，即使原料嚴(yán)格按照反應(yīng)方程式投入，但最后總剩下部分原料不再生成產(chǎn)物，即使反應(yīng)時(shí)間一再延長(zhǎng)，因?yàn)檫@并非反應(yīng)時(shí)間不夠，而是該反應(yīng)本身的規(guī)律性。 化學(xué)平衡就是研究這種規(guī)律性。 一、氣體 （一）理想氣體狀態(tài)方程 中學(xué)里我們學(xué)習(xí)過(guò)一些有關(guān)氣體的知識(shí)，如理想氣體狀態(tài)方程，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體摩爾體積等。 氣體具有擴(kuò)散性（占滿整個(gè)所給容器體積），可壓縮性。 PV=k 波義耳定律 V/T=k（P一定時(shí)）蓋呂薩克定律 P/T=k（V一定時(shí)）查理定律1.PV

2、=nRT V=nRT/P=22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)在任何情況下均符合上式的氣體叫理想氣體。1摩爾摩爾：鐵鐵鋁鋁鉛鉛水水純硫酸純硫酸質(zhì)量質(zhì)量56g27g207g18g98g 體積體積 cm3 7.1 10 18.3 18.0 54.1微粒數(shù)：微粒數(shù)：6.021023 小結(jié)：小結(jié)：由上述計(jì)算可見(jiàn)，在相同條件下，摩爾各種固體的體積是不相同的1 摩爾鐵1摩爾鋁1摩爾鉛55.8克26.98克 207.2克6.02*1023個(gè)鋁原子6.02*1023個(gè)鉛原子 6.02*1023個(gè)鐵原子小結(jié)：小結(jié)：由上述計(jì)算可見(jiàn)，在相同條件下，各種液體的摩爾體積是不相同的。6.02*1023個(gè)水分子 6.02*1023個(gè)硫

3、酸分子 6.02*1023個(gè)酒精分子 1 摩爾水(18mL) 1摩爾硫酸(53mL) 1摩爾酒精(58mL)18克 98克 46克氣體氣體：氫氣氫氣氧氣氧氣CO2空氣空氣 質(zhì)量質(zhì)量（1摩爾）摩爾） 2g 32g 44g 28.8g 密度密度（g/L)0.08991.4291.9771.29體積體積（L) 22.4 22.4 22.3 22.3（標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況）狀況）分子數(shù)：分子數(shù)：6.021023為什么?固體、液體跟氣體的分子間距離比固體、液體跟氣體的分子間距離比較示意圖較示意圖固體液體氣體 1摩爾固體摩爾固體或液體體積或液體體積1摩爾物質(zhì)摩爾物質(zhì) 的體積的體積1摩爾氣體摩爾氣體 的體積的體積

4、 微粒微粒的大小的大小 微粒微粒的多少的多少微粒間微粒間的距離的距離決定于決定于主要決定于主要決定于主要決定于主要決定于1. 理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體理想氣體: 分子間無(wú)作用力，分子本身不占體積。是一假想的氣體，實(shí)際上是不存在的。分子間的作用力分子本身的體積PV = n RTP:壓力，SI單位為Pa ； V:體積，SI單位為m3 ；n:物質(zhì)的量，SI單位mol ； T:熱力學(xué)溫度，SI單位K； R:摩爾氣體常數(shù)，R = 8.314 Jmol-1K-1，與種類無(wú)關(guān)。不很高（與大氣壓相比）不很低（與273.15K相比）阿佛加德羅定律阿佛加德羅定律 氣體摩爾體積的推理阿佛加德羅定

5、律 氣體的體積較大地受到溫度和壓強(qiáng)的影響溫度升高時(shí)，氣體分子間的平均距離增大，溫度降低時(shí)平均距離減小；壓強(qiáng)增大時(shí)，氣體分子間的平均距離減小；壓強(qiáng)減小時(shí)，平均距離增大各種氣體在一定溫度壓強(qiáng)下，分子間的平均距離是相等的，此時(shí)，氣體的體積只隨分子的多少而變化，相同的體積含有相同的分子數(shù)阿佛加德羅定律阿佛加德羅定律 在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目分子這就是阿佛加德羅定律 阿佛加德羅定律用用于任何氣體同溫同壓同體積這三個(gè)“同”字是條件，分子數(shù)相同是結(jié)果，即“三同導(dǎo)一同”“四同”缺一不可 利用阿佛加德羅定律，我們可以出下面幾個(gè)重要的推論： 同溫同壓下，同體積的任何氣體的質(zhì)量比等于它

6、們相對(duì)分子質(zhì)量之比 同溫同壓下，任何氣體的體積比等于它們的物質(zhì)的量之比 同溫同壓下，質(zhì)量相同的任何氣體的體積比等于它們相對(duì)分子質(zhì)量的反比 同溫同壓下，任何氣體的密度比等于它們相對(duì)分子質(zhì)量之比1.恒溫恒容下，氣體的壓強(qiáng)比等于它們物質(zhì)的量之比氣體方程的運(yùn)用 求分子量（摩爾質(zhì)量）M PV = (m/M) RT (n = m/M) 求密度（r) r = m/V P(m/r) = nRT r = P(m/n)/(RT) M= m/n r = (PM)/(RT)例題：計(jì)算摩爾質(zhì)量 惰性氣體氙能和氟形成多種氟化物 XeFx。實(shí)驗(yàn)測(cè)定在80 oC，15.6 kPa 時(shí)，某氣態(tài)氟化氙試樣的密度為0.899（g

7、dm-3)，試確定這種氟化氙的分子式。解： 求出摩爾質(zhì)量，即可確定分子式。 設(shè)氟化氙摩爾質(zhì)量為M，密度為r（g dm-3)，質(zhì)量為m (g)，R 應(yīng)選用 8.31（kPa dm3 mol-1 K-1）。例題 PV = nRT = (m/M) RT M = (m/V)(RT/P) = r (RT/P) = (0.899 8.31 353)/15.6 = 169 (g mol-1)已知 原子量 Xe 131, F 19, XeFx 131+19x =169 x = 2 這種氟化氙的分子式為：XeF2 2. 氣體分壓定律氣體分壓定律(氣體壓力的產(chǎn)生氣體壓力的產(chǎn)生)在實(shí)際生活和生產(chǎn)中的氣體大多為混合氣

8、體。 根據(jù)氣體的擴(kuò)散性，混合氣體中的每一種組分氣體而言，總是均勻地充滿整個(gè)容器，對(duì)容器內(nèi)壁產(chǎn)生壓力，并且不受其他組分氣體的影響。 分壓分壓: 各組分氣體占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力 (Pi )?；旌蠚怏w總壓等于各組分氣體的分壓之和?；旌蠚怏w總壓等于各組分氣體的分壓之和。RTnVPii= =RTnVP總總= =總總nnPPii=混合氣體混合氣體: : 混合氣體中組分氣體的分壓與混合氣體混合氣體中組分氣體的分壓與混合氣體總壓之比。總壓之比。 壓力分?jǐn)?shù)：壓力分?jǐn)?shù)：.321 = =iiiPPPP總有關(guān)公式P總=P1+P2+P3+PA/PB=nA/nB PA/P總=nA/n總=XA Pi/P總=

9、ni/n總=Xi PA= P總 XA Pi= P總 Xi Xi為摩爾分?jǐn)?shù) 當(dāng)組分氣體的溫度和壓力與混合氣體相同時(shí)，組分氣體單獨(dú)存在時(shí)所占有的體積。 分體積分體積:5104Pa5104Pa5104Pa0.03dm3N2 , 0.02dm3O20.03dm3N2與0.02dm3O2混合 V總=V1+V2+V3+ Vi=niRT/P總 V總=n1RT/P總+ n2RT/P總+ n3RT/P總+=(n1+n2+n3)RT/P總= n總RT/P總 Vi/V總=n1/n總= Xi V1/V2=n1/n2 Vi= Xi V總 對(duì)某一組分氣體 PiV總=niRT P總Vi= niRT 【例1】某容器中有NH3

10、、O2、N2等氣體混合物。取樣分析后，其中nNH3= 0.320mol，nO2 = 0.180mol，nN2= 0.700mol?；旌蠚怏w的總壓 p= 133.0kPa。試計(jì)算各組分氣體的分壓。解：n= n(NH3) + n(O2) + n(N2) =0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol )kPa5 .35kPa0 .133200. 1320. 0NHNH33=pnnp)20.0kPakPa0 .133200. 1180. 0OO22=pnnpp(N2)= p - p(NH3) - p(O2) = (133.0 - 35.5 - 20.0) kPa = 77

11、.5 kPa 【例2】 將氯酸鉀加熱分解以制取氧氣，生成的氧氣在水面上用排水集氣法收集起來(lái)。在298K，壓力為101.3 KPa時(shí)，測(cè)得其體積為245cm3。 計(jì)算：1）氧的物質(zhì)的量。 2）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，干燥氧氣的體積。 解：集氣瓶中收集的氧氣是該溫度下飽和水蒸氣與氧的氣體，它們的總壓力等于大氣101.3KPa。標(biāo)準(zhǔn)狀況下： VO2= 0.0097022.4 103 = 217cm3查： 298K時(shí)，飽和水蒸氣壓力為3.17kPa則 Po2=P總 - P水=101.3-3.17=98.1KPa3.大氣的濕度大氣的濕度 水蒸氣在大氣中的含量多少，表達(dá)了大氣的干濕程度，簡(jiǎn)稱濕度。二、可逆反應(yīng)與化學(xué)

12、平衡二、可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡（一）可逆反應(yīng)（一）可逆反應(yīng) 在一定的條件下，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可按方程式從左到右進(jìn)行，又可從右到左進(jìn)行叫可逆反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)可逆性是普遍存在的，只是反應(yīng)的程度不同而已。例如反應(yīng)： （1）CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) （2）Ag+(aq) +Cl-(aq) AgCl(s) （3）3H2(g)+ N2(g) 2NH3(g) 化學(xué)平衡化學(xué)平衡在一定的溫度下在一定的溫度下,反應(yīng)物反應(yīng)物在密閉容器內(nèi)進(jìn)行可逆在密閉容器內(nèi)進(jìn)行可逆反應(yīng)反應(yīng),隨著反應(yīng)物不斷消隨著反應(yīng)物不斷消耗耗、生成物不斷增加生成物不斷增加,正反正反應(yīng)速率不斷減小應(yīng)速率不斷減小,逆反應(yīng)逆反應(yīng)速率不斷增

13、大速率不斷增大,反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)行到一定程度到一定程度,正反應(yīng)速率正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等和逆反應(yīng)速率相等,各反各反應(yīng)物應(yīng)物、生成物的濃度不再生成物的濃度不再變化變化,這時(shí)反應(yīng)體系所處這時(shí)反應(yīng)體系所處的狀態(tài)稱為的狀態(tài)稱為“化學(xué)平衡化學(xué)平衡” 正正逆逆正正逆逆t反應(yīng)物或產(chǎn)物速度隨時(shí)間的變化曲線 vt時(shí)間OV正正V逆逆V正正 V逆逆化學(xué)平衡：化學(xué)平衡：tc=單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度的改變單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度的改變（3 3）化學(xué)平衡的特征：）化學(xué)平衡的特征：a a V正正 V逆逆b b 各組分濃度不再變化（各組分濃度不再變化（濃度不一定相等，但相關(guān)濃度不一定相等，但相關(guān)）c c 各組分的關(guān)系各組分的關(guān)系aA

14、 + bBcC+dDKBADCbadc=平衡常數(shù)d d吉布斯自由能吉布斯自由能G=0 (反應(yīng)無(wú)推動(dòng)力反應(yīng)無(wú)推動(dòng)力) G=Go+RTlnPi(反應(yīng)中反應(yīng)中,各物質(zhì)的在變化各物質(zhì)的在變化)e.動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡此公式很重要三、平衡常數(shù) （一）經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)對(duì)任一可逆反應(yīng) aA + bB gG + hH 在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度間有如下關(guān)系： GgHh/ /AaBb=K 濃度單位用摩爾濃度時(shí)，該常數(shù)用Kc表示bBaAhHgGccccKc= c 均為平衡時(shí)的濃度 氣相反應(yīng)時(shí)，平衡濃度也可以用各氣體分壓表示;此時(shí)平衡常數(shù)為Kp aA + bB gG + hHbBaAhHgGpp

15、ppKp=根據(jù)理想氣體分壓與濃度的關(guān)系： p = nRT/V =cRT Kp= Kc (RT)n 推導(dǎo)：假設(shè)，正逆反應(yīng)都是基元反應(yīng)： k正CCOCH2Ok逆CCO2CH2 k正/k逆CCO2CH2/CCOCH2O =K平衡時(shí)，生成物濃度積比反應(yīng)物濃度積是常數(shù)該常數(shù)只與反應(yīng)溫度有關(guān)對(duì)非基元反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，濃度比同樣存在這樣一個(gè)常數(shù) 2.平衡常數(shù)的意義平衡常數(shù)是反應(yīng)的特性常數(shù)是反應(yīng)本性的常數(shù)，與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)平衡常數(shù)的大小是可逆反應(yīng)完成程度的衡量尺度 mA+nBpC+qD K=CpDq/AmBnK大,平衡時(shí)產(chǎn)物濃度大，反應(yīng)進(jìn)行的程度大(105)K小，平衡時(shí)產(chǎn)物濃度小，反應(yīng)進(jìn)行的程度小(1

16、0-5)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)T,k正,k逆,但程度不一樣，故K=k正/k逆變化表達(dá)式中各濃度為平衡濃度，壓力為平衡壓力3.書寫平衡常數(shù)表達(dá)式的注意事項(xiàng)在平衡常數(shù)表達(dá)式中，習(xí)慣上將產(chǎn)物的平衡濃度冪的乘積作分子，各反應(yīng)物的平衡濃度冪的乘積作分母平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫與反應(yīng)方程式一致 例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) Kp1=P2(NH3)/P (N2) P3(H2) 1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) Kp2=P (NH3)/P1/2(N2) P3/2(H2)固體或純液體不必寫進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式 CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) K=P(CO2) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平

17、衡常數(shù)由化學(xué)反應(yīng)等溫方程式導(dǎo)出由化學(xué)反應(yīng)等溫方程式導(dǎo)出rGm = rGm+ RT lnJ體系處于平衡狀態(tài)體系處于平衡狀態(tài) rGm0，則，則 J=KrGm = -RT lnK -rGmlnK = RT K 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)如如可逆反應(yīng)：可逆反應(yīng)： S2-(aq) + 2H2O(l) H2S(g) + 2OH- -(aq)K :量綱為量綱為“1” p(H2S)/p c(OH-)/c 2 K = c(S2-)/c K 與溫度有關(guān)，與壓力所選單位無(wú)關(guān)。與溫度有關(guān)，與壓力所選單位無(wú)關(guān)。實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)的量綱不為實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)的量綱不為 1，并與壓力所，并與壓力所 選單位有關(guān)。

18、選單位有關(guān)。 5.多重平衡規(guī)則多重平衡規(guī)則相同溫度下相同溫度下(1) N2(g) + O2(g) 2NO(g) (2) 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) (3) N2(g) + 2O2(g) 2NO2(g) 反應(yīng)反應(yīng)(1)+反應(yīng)反應(yīng)(2)反應(yīng)反應(yīng)(3) rG1 + rG2 rG3根據(jù)根據(jù) rGm = - RT lnK RT lnK1 + RT lnK2 = RT lnK3則則 K1 K2 K3多重平衡規(guī)則：多重平衡規(guī)則：當(dāng)幾個(gè)反應(yīng)式相加得到另一個(gè)反應(yīng)式時(shí)，當(dāng)幾個(gè)反應(yīng)式相加得到另一個(gè)反應(yīng)式時(shí)，其平衡常數(shù)等于幾個(gè)反應(yīng)平衡常數(shù)之積其平衡常數(shù)等于幾個(gè)反應(yīng)平衡常數(shù)之積 即方程式相加,平衡常數(shù)

19、相乘;方程式相減,平衡常數(shù)相除;方程式前乘系數(shù),平衡常數(shù)系數(shù)次冪。6.多個(gè)平衡關(guān)系在同一體系中，相同物種為同一濃度。 H2(g)+I2(g)2HI(g) K=P2(HI)/P(H2)P(I2) H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) K=P(CO)P(H2O)/P(H2)P(CO2)式中P(H2)同時(shí)滿足上述兩個(gè)平衡，即兩個(gè)平衡式中P(H2)的數(shù)據(jù)是相同的。因外界條件改變使可逆反應(yīng)從一種平衡狀因外界條件改變使可逆反應(yīng)從一種平衡狀態(tài)向另一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程態(tài)向另一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程可逆反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)平衡時(shí) rGm0、J=K 因此因此, 一切能導(dǎo)致一切能導(dǎo)致rGm或或 J

20、值發(fā)生變化值發(fā)生變化的外界條件的外界條件(濃度、壓力、溫度濃度、壓力、溫度)都會(huì)使平都會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。衡發(fā)生移動(dòng)。第五節(jié)第五節(jié) 化學(xué)平衡的移動(dòng)化學(xué)平衡的移動(dòng)可逆反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)平衡時(shí) v正正= v逆逆，rGm0、J=K 因此因此, 一切能導(dǎo)致一切能導(dǎo)致rGm或或 J 值發(fā)生變化值發(fā)生變化的外界條件的外界條件(濃度、壓力、溫度濃度、壓力、溫度)都會(huì)使平都會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。衡發(fā)生移動(dòng)?；瘜W(xué)平衡的移動(dòng)化學(xué)平衡的移動(dòng)一濃度對(duì)平衡的影響一濃度對(duì)平衡的影響vt時(shí)間OV正正V逆逆V正正 V逆逆V正正V逆逆V正正 V逆逆增加反應(yīng)物的濃度增加反應(yīng)物的濃度平衡從平衡從1移動(dòng)到移動(dòng)到2，凈結(jié)果是更多的反，凈

21、結(jié)果是更多的反應(yīng)物變成產(chǎn)物，應(yīng)物變成產(chǎn)物，平衡向右移動(dòng)（正反應(yīng)方向移動(dòng)）平衡向右移動(dòng)（正反應(yīng)方向移動(dòng)）1.增加反應(yīng)物濃度，平衡向右，增加產(chǎn)物濃度，平衡向左2.若有多種反應(yīng)物，增加任一反應(yīng)物濃度（固體純液體除外），是否平衡均右移？3.平衡移動(dòng)后,各物質(zhì)濃度情況（從平衡1平衡2）如： CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)增加H2O(g) ，c(H2O)2 c(H2O)1 c(CO)2 c(CO)1增加的反應(yīng)物比原濃度大，未增加的反應(yīng)物比原濃度減小 濃度變化，反應(yīng)平衡常數(shù)不變 通過(guò)濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，人們可以充分利用某些不易得的、高價(jià)值的反應(yīng)原料，使這些反應(yīng)物有高的轉(zhuǎn)化率。如制備水煤氣

22、的反應(yīng)：C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) 為了充分利用焦碳 (C)，可增加 H2O(g) 的濃度，使其適當(dāng)過(guò)量，從而提高 C(s) 的轉(zhuǎn)化。在合成氨時(shí)，通過(guò)不斷將產(chǎn)物氨移走，使平衡右移。 2-4-1 濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響4從熱力學(xué)分析從熱力學(xué)分析可逆反應(yīng)：可逆反應(yīng)： c C + d D yY + z Z根據(jù)根據(jù) rGm= rGm+RT ln J rGm=-RT lnK得得化學(xué)反應(yīng)等溫方程式化學(xué)反應(yīng)等溫方程式 JrGm RT ln K rGm 0， J 0，J K 平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)平衡移動(dòng)方向的判斷平衡移動(dòng)方向的判斷二壓力對(duì)平衡的影

23、響1.壓力的改變對(duì)液態(tài)和固態(tài)的平衡體系無(wú)影響mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) Jp=(PC/P )m(pD/P )n/(PA/P )a(PB/P )b=K (平衡時(shí))若改變某一物質(zhì)的分壓，與改變濃度一樣3.若系統(tǒng)變壓若n=(p+q)-(a+b) 0當(dāng)n0,P總增加,Pi增加的倍數(shù)也一樣，但由于指數(shù)不一樣，JPK P要使JP=K P ，平衡向左。即壓力增大，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)壓力減小，平衡向氣體分子數(shù)增加的方向移動(dòng)。若n=0， JPK P平衡不移動(dòng)4.在平衡體系中，加入某一惰性氣體 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)加入N2(g),P總增加，V總不變 K P2(SO

24、3)/P /P2(SO2)/P P(O2)/P 各分壓不改變，平衡不移動(dòng)加入N2(g),P總不變，V總增加 相當(dāng)于系統(tǒng)減壓，平衡向左，向氣體分子數(shù)增加的方向移動(dòng)。例如重油裂解，C12H26(g) C6H12(g)+C6H14(g) 加入水蒸汽，相當(dāng)于減壓裂解，使平衡向右，增加汽油產(chǎn)量。三溫度對(duì)平衡的影響1.平衡時(shí)，v正=v逆 k正cmAcnB=k逆CCpCDq k=Aexp(-Ea/RT) T增加, k正, k逆均增加，但增加的倍數(shù)不同，與Ea大小有關(guān)，反應(yīng)速率凈增加與Ea正 Ea逆rH有關(guān),若rH0,吸熱反應(yīng)， Ea正 Ea逆, T增加, v正 v逆,溫度升高，平衡向吸熱方向移動(dòng)同理，溫度降

25、低，平衡向放熱方向移動(dòng)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響（）溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響（） rGm - RTlnKTr rHm - T rSm RTHamr303. 2=RSRTHKmrrT303. 2303. 2lg=BTaY=1BTaKrT=1lg H ， S 在在 T不大，可認(rèn)為是常數(shù)，可以不大，可認(rèn)為是常數(shù)，可以寫成如下形式：寫成如下形式： 以以lgKTr對(duì)對(duì)1/T作圖得一直線，作圖得一直線，結(jié)論：結(jié)論：吸熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)： H 0，直線斜率，直線斜率 0,對(duì)吸熱反應(yīng)：對(duì)吸熱反應(yīng)：T升高，升高，K r增大；增大；放熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)： H 0。對(duì)放熱反應(yīng)：對(duì)放熱反應(yīng)：T升高，升高，K r減小。減小。 可求不

26、同溫度時(shí)不同的平衡常數(shù)可求不同溫度時(shí)不同的平衡常數(shù)。3.可把吸放熱Q當(dāng)物質(zhì)來(lái)處理 A+BC+D+Q（熱量）升高溫度，增加Q，平衡相左，即向吸熱方向移動(dòng)。降低溫度，減少Q(mào)，平衡向右，即向放熱方向移動(dòng)。四催化劑與化學(xué)平衡的關(guān)系 平衡時(shí)K= k正/k逆，加入催化劑后， Ea正 、 Ea逆同量降低和， k正、 k逆相同程度減小和，平衡常數(shù)K不變，體系凈變化結(jié)果為零，即平衡不移動(dòng) 加入催化劑，能縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。呂呂查德里原理查德里原理當(dāng)體系達(dá)到平衡后，若改變平衡狀態(tài)的任當(dāng)體系達(dá)到平衡后，若改變平衡狀態(tài)的任一條件一條件(如濃度、壓力、如濃度、壓力、 溫度溫度)，平衡就向，平衡就向著能著能減弱減弱

27、其其改變改變的方向移動(dòng)。的方向移動(dòng)。此原理既適用于化學(xué)平衡體系，也適用于此原理既適用于化學(xué)平衡體系，也適用于物理平衡體系。物理平衡體系。平衡移動(dòng)的規(guī)律平衡移動(dòng)的規(guī)律注意注意：平衡移動(dòng)原理只適用于已達(dá)平衡：平衡移動(dòng)原理只適用于已達(dá)平衡的體系，而不適用于非平衡體系。的體系，而不適用于非平衡體系。第六節(jié)化學(xué)平衡的計(jì)算一已知平衡濃度，求平衡常數(shù)K反應(yīng)H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)在1259K時(shí)達(dá)到平衡，平衡時(shí)c(H2)=c(CO2)=0.440molL-1，c(H2O, g)=c(CO)=0.560 molL-1。求此溫度下反應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)及開(kāi)始時(shí)H2和CO2的濃度。 H2(g)

28、 + CO2(g)H2O(g) + CO(g)平衡濃度0.440 0.440 0.560 0.560Kc=H2OCO/H2CO2= 0.560 0.56/ 0.440 0.440 =1.62 Kp= Kc(RT)0= Kc=1.62開(kāi)始時(shí)，c(H2)=c(CO2)=0.440+0.560=1.00 molL-1解析：平衡濃度或平衡分壓代入平衡關(guān)系表達(dá)式，平衡常數(shù)有三種，分別是濃度平衡常數(shù)Kc，壓力平衡常數(shù)Kp和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K 。濃度平衡Kc和壓力平衡常數(shù)Kp為經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)，它們之間的關(guān)系為Kp=(RT)nKc, n為產(chǎn)物與反應(yīng)物的氣體分子數(shù)之差。對(duì)于溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，由于每個(gè)濃度相除以標(biāo)準(zhǔn)濃度

29、1molL-1，故K 和Kc在數(shù)值上相等，但單位可能不同；對(duì)于用壓力來(lái)表示的氣相反應(yīng)，由于每個(gè)分壓除以標(biāo)準(zhǔn)壓力p (100kPa)，故和Kp在數(shù)值上一般不相等，Kp= p nK ，由于本題中n=0，Kc = Kp = K 。 例例2.325K時(shí)，設(shè)反應(yīng)時(shí)，設(shè)反應(yīng)N2O4(g) = 2NO2(g)平衡總壓為平衡總壓為1.00 105 Pa，N2O4的的分解率為分解率為50.2%，若保持，若保持反應(yīng)溫度不變，增大反應(yīng)溫度不變，增大平衡壓力至平衡壓力至106 Pa時(shí)時(shí),N2O4分解率是多少分解率是多少?p(N2O4) = p總 = p總 平衡前分壓 p 0平衡時(shí) p p 2 p平衡時(shí)，體系總壓力為

30、p p + 2 p = p(1 + ) = 105 Pa， 解得: p = 6.66 104 Pa解： N2O4(g) 2 NO2(g)= 3.316 104 Pap(NO2) = p總 = p總 = 6.68 104 Pa KrT = = = 1.344平衡總壓力為平衡總壓力為1.0 106Pa時(shí)，時(shí)， p(N2O4) + p(NO2) = p(1 + ) = 106 Pa (p為平衡前為平衡前N2O4壓力壓力)，平衡時(shí)平衡時(shí): p(N2O4) = 106 p(NO2) = 106 KrT = = = 1.344344. 1)1)(1 (10)210(2= = 0.180壓力增大后，轉(zhuǎn)化率減少. 即：壓力增大時(shí)，即：壓力增大時(shí)，平衡向氣體摩爾量減少的方向移動(dòng)。平衡向氣體摩爾量減少的方向移動(dòng)。344. 110)1 ()1 (1010121056256=rTK二、已知平衡常數(shù)，求有關(guān)濃度或轉(zhuǎn)化率平衡轉(zhuǎn)化率也叫最大轉(zhuǎn)化率，是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)已轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物占總反應(yīng)物的百分比。轉(zhuǎn)化率=平衡時(shí)已轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物的量/開(kāi)始時(shí)反應(yīng)物的量100%例2: 在一個(gè)10L的密閉容器中,以一氧化碳與水蒸氣混合加熱時(shí),存在以下平衡, CO(g) + H2O(g) CO2(g) H2(g) 在800C時(shí),若Kc = 1, 用2molCO及2molH2O