第三章化學(xué)平衡

(Chapter3ChemicalEquilibrium)1第三章化學(xué)平衡

(Chapter3Chemical化學(xué)反應(yīng)可以同時(shí)向正、反兩方向進(jìn)行：?jiǎn)蜗蚍磻?yīng)：H2+1/2O2→H2O對(duì)峙反應(yīng)：C2H5OH+CH3COOH=CH3COOC2H5+H2O應(yīng)用熱力學(xué)第二定律的基本原理和規(guī)律，確定化學(xué)反應(yīng)的方向、平衡條件、反應(yīng)限度，討論溫度、壓力、惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響，指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)。2化學(xué)反應(yīng)可以同時(shí)向正、反兩方向進(jìn)行：2aA+eE→gG+hH第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的平衡條件（單位反應(yīng)ΔG的值）3aA+eE→gG+hH第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的平衡條化學(xué)平衡的條件：產(chǎn)物化學(xué)勢(shì)=反應(yīng)物化學(xué)勢(shì)教材：P.91-92圖3-1、圖3-2、圖3-3平衡時(shí)吉布斯能最低，此時(shí)ξ<1，一般反應(yīng)都不能進(jìn)行完全。4化學(xué)平衡的條件：產(chǎn)物化學(xué)勢(shì)=反應(yīng)物化學(xué)勢(shì)教材：P.91第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)等溫方程式和平衡常數(shù)5第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)等溫方程式和平衡常數(shù)566一、氣體反應(yīng)平衡常數(shù)（一）理想氣體反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)特點(diǎn)：無量綱，只與溫度有關(guān)。第三節(jié)

平衡常數(shù)表示法7一、氣體反應(yīng)平衡常數(shù)第三節(jié)

平衡常數(shù)表示法7（二）理想氣體反應(yīng)經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)有量綱，與溫度有關(guān)。有量綱，與溫度有關(guān)。無量綱，與溫度、壓力有關(guān)。有量綱，與溫度、壓力、配料比有關(guān)。8（二）理想氣體反應(yīng)經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)有量綱，與溫度有關(guān)。有量綱，與99（三）真實(shí)氣體反應(yīng)平衡常數(shù)特點(diǎn)：無量綱，只與溫度有關(guān)。10（三）真實(shí)氣體反應(yīng)平衡常數(shù)特點(diǎn)：無量綱，只與溫度有關(guān)。10二、液相反應(yīng)平衡常數(shù)11二、液相反應(yīng)平衡常數(shù)11三、復(fù)相化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)只與氣態(tài)物質(zhì)有關(guān)。CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

pCO2(平衡)——分解壓（解離壓力）分解壓：固體物質(zhì)在一定溫度下分解達(dá)平衡時(shí)產(chǎn)物中氣體的總壓力。12三、復(fù)相化學(xué)反應(yīng)pCO2(平衡)——分解分解壓越大，固體物質(zhì)越不穩(wěn)定。若分解的氣體產(chǎn)物不止一種，則各氣體產(chǎn)物分壓之和（）稱為分解壓力。NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)p分解=pNH3(平衡)+pH2S(平衡)13分解壓越大，固體物質(zhì)越不穩(wěn)定。NH4HS(s)=NH3一、平衡常數(shù)的測(cè)定測(cè)定系統(tǒng)中各組分的平衡濃度或分壓：1、物理分析法：測(cè)定折射率、電導(dǎo)率、電動(dòng)勢(shì)等物理量，間接求出平衡濃度。2、化學(xué)分析法：用化學(xué)分析方法直接測(cè)定平衡系統(tǒng)中各物質(zhì)的濃度。第四節(jié)

平衡常數(shù)測(cè)定和反應(yīng)限度的計(jì)算14一、平衡常數(shù)的測(cè)定第四節(jié)

平衡常數(shù)測(cè)定和14如何判斷反應(yīng)系統(tǒng)已達(dá)平衡？（1）外界條件不變時(shí)，濃度不隨時(shí)間改變。（2）正、逆反應(yīng)平衡常數(shù)相同。（3）改變反應(yīng)物初濃度，所得平衡常數(shù)相同。15如何判斷反應(yīng)系統(tǒng)已達(dá)平衡？15二、反應(yīng)限度的計(jì)算教材：P.99-10016二、反應(yīng)限度的計(jì)算161、已知反應(yīng)：(1)A+B=2C；(2)1/2A+1/2B=C，則兩反應(yīng)的和分別滿足的關(guān)系為（）A、B、C、D、2、在一抽空容器中將NH4Cl(s)加熱到324℃使其分解為NH3(g)和HCl(g)，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)系統(tǒng)的總壓力為101.325kPa，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為（）A、0.5B、0.025C、0.05D、0.25BD課堂練習(xí)171、已知反應(yīng)：(1)A+B=2C；(2)1/2A3、任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，影響平衡常數(shù)的因素是（）A、反應(yīng)物的濃度B、催化劑C、反應(yīng)產(chǎn)物濃度D、溫度4、對(duì)于反應(yīng)CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)，下列結(jié)論正確的是（）A、Kp=1B、Kp=KC

C、Kp大于KC

D、Kp的單位是N·m-25、某反應(yīng)298K時(shí)的，則該溫度時(shí)反應(yīng)的（）A、B、C、D、BDD183、任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，影響平衡常數(shù)的因素是（作業(yè)：P.1102、419作業(yè)：19一、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉布斯能變化反應(yīng)物與產(chǎn)物均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，且溫度為T，ξ

=1mol時(shí)（amolA與emolE反應(yīng)生成gmolG與hmolH）反應(yīng)的吉布斯自由能變化（）。第五節(jié)

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉布斯能變化及化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能aA+eE→gG+hH20一、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉布斯能變化第五節(jié)

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉的作用：1、計(jì)算2、間接計(jì)算反應(yīng)的(1)C(石墨)+O2(g)CO2(g)ΔrGm,1

(2)C(石墨)+1/2O2(g)CO(g)ΔrGm,2

(3)CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)ΔrGm,3

ΔrGm,2

=

ΔrGm,1

-

ΔrGm,321的作用：213、估計(jì)反應(yīng)進(jìn)行的方向223、估計(jì)反應(yīng)進(jìn)行的方向22

的計(jì)算1、由公式計(jì)算：2、通過測(cè)定平衡常數(shù)，計(jì)算反應(yīng)的3、由化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能計(jì)算：4、電化學(xué)方法：23的計(jì)算23二、化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能在指定溫度T和標(biāo)準(zhǔn)壓力p?下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物時(shí)的吉布斯能變稱為該化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能。符號(hào)：規(guī)定：最穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能為零。24二、化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能24第六節(jié)

溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響——化學(xué)反應(yīng)等壓方程式25第六節(jié)

溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響——化學(xué)反應(yīng)等壓方程式25262627272828一、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響1、氣體反應(yīng)Δν

=0，壓力對(duì)平衡無影響Δν

>0，p總↑，Kx↓，平衡向左移動(dòng)Δν

<0，p總↑，Kx↑，平衡向右移動(dòng)第七節(jié)

其它因素對(duì)平衡的影響2、液相（或固相）反應(yīng)系統(tǒng)壓力對(duì)平衡基本無影響。29一、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響1、氣體反應(yīng)Δν=0，壓力對(duì)平二、惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響1、定溫、定壓增加惰性氣體，若Δν

>0，反應(yīng)向右移動(dòng)。2、定溫、定容增加惰性氣體，對(duì)化學(xué)平衡無影響。30二、惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響2、定溫、定容30作業(yè)：P.11217、1831作業(yè)：31課堂練習(xí)1、298K的理想氣體化學(xué)反應(yīng)AB=A+B，當(dāng)溫度不變，降低總壓時(shí)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率會(huì)（）A、增大B、減小C、不變D、不能確定2、已知?dú)庀喾磻?yīng)C6H6(g)+3H2(g)=C6H12(g)在373K時(shí)的，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可采用下列哪組條件使平衡向右移動(dòng)（）A、升溫與加壓B、升溫與減壓C、降溫與加壓D、降溫與減壓AC32課堂練習(xí)1、298K的理想氣體化學(xué)反應(yīng)AB=A+B3、在某溫度下，一密閉的剛性容器中的PCl5(g)達(dá)到分解平衡，若往此容器中充入N2(g)使系統(tǒng)壓力增大二倍（此時(shí)系統(tǒng)仍可按理想氣體處理），則PCl5(g)的離解度將（）A、增大B、減小C、不變D、視溫度而定4、反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)可視為理想氣體間反應(yīng)，在反應(yīng)達(dá)平衡后，若維持系統(tǒng)溫度與壓力不變，而于系統(tǒng)中加入惰性氣體，則（）A、Kp不變，平衡時(shí)N2和H2的量增加，NH3的量減少B、Kp不變，N2、NH3和H2的量均不變C、Kp不變，平衡時(shí)N2和H2的量減少，NH3的量增加D、Kp增加，平衡時(shí)N2和H2的量減少，NH3的量增加CA333、在某溫度下，一密閉的剛性容器中的PCl5(g)達(dá)到分解平5、在合成氨生產(chǎn)時(shí)對(duì)原料氣循環(huán)使用，實(shí)際操作時(shí)，每隔一段時(shí)間要將循環(huán)氣放空，其主要目的是（）A、減少NH3含量，有利于反應(yīng)向合成NH3的方向移動(dòng)B、降低累積惰性氣含量，有利于合成NH3C、排除過量的N2，以提高N2：H2的比例D、減少反應(yīng)放熱的熱量積累，以降低溫度6、反應(yīng)在473K達(dá)到平衡時(shí)，PCl5有48.5%分解；在573K達(dá)到平衡時(shí)，PCl5有97%分解。則此反應(yīng)為（）A、放熱反應(yīng)B、吸熱反應(yīng)C、既不放熱也不吸熱D、這兩個(gè)溫度下的平衡常數(shù)相等BB345、在合成氨生產(chǎn)時(shí)對(duì)原料氣循環(huán)使用，實(shí)際操作時(shí)，每隔BB347、某化學(xué)反應(yīng)的，，，則該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是（）A、，且隨溫度升高而增大B、，且隨溫度升高而減小C、，且隨溫度升高而增大D、，且隨溫度升高而減小8、理想氣體化學(xué)反應(yīng)平衡時(shí)()，加入惰性氣體后，平衡不發(fā)生移動(dòng)的條件是（）A、恒溫恒壓B、恒溫恒容C、任意D、絕熱恒壓BB357、某化學(xué)反應(yīng)的9、已知反應(yīng)在673K時(shí)達(dá)到平衡。試討論下列因素對(duì)平衡的影響：

①升高反應(yīng)溫度；②增加系統(tǒng)的總壓；

③增加水蒸汽的分壓；④增加碳的數(shù)量；⑤通入N2。369、已知反應(yīng)36

第三章重點(diǎn)內(nèi)容1、化學(xué)反應(yīng)的平衡條件、化學(xué)反應(yīng)等溫方程式。2、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)、經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)的表達(dá)式及相互之間的關(guān)系。3、有凝聚相參加的氣體反應(yīng)、分解壓的概念及有關(guān)計(jì)算。4、溫度、壓力、惰性組分對(duì)化學(xué)平衡的影響。37第三章重點(diǎn)內(nèi)容37第三章化學(xué)平衡

(Chapter3ChemicalEquilibrium)38第三章化學(xué)平衡

(Chapter3Chemical化學(xué)反應(yīng)可以同時(shí)向正、反兩方向進(jìn)行：?jiǎn)蜗蚍磻?yīng)：H2+1/2O2→H2O對(duì)峙反應(yīng)：C2H5OH+CH3COOH=CH3COOC2H5+H2O應(yīng)用熱力學(xué)第二定律的基本原理和規(guī)律，確定化學(xué)反應(yīng)的方向、平衡條件、反應(yīng)限度，討論溫度、壓力、惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響，指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)。39化學(xué)反應(yīng)可以同時(shí)向正、反兩方向進(jìn)行：2aA+eE→gG+hH第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的平衡條件（單位反應(yīng)ΔG的值）40aA+eE→gG+hH第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的平衡條化學(xué)平衡的條件：產(chǎn)物化學(xué)勢(shì)=反應(yīng)物化學(xué)勢(shì)教材：P.91-92圖3-1、圖3-2、圖3-3平衡時(shí)吉布斯能最低，此時(shí)ξ<1，一般反應(yīng)都不能進(jìn)行完全。41化學(xué)平衡的條件：產(chǎn)物化學(xué)勢(shì)=反應(yīng)物化學(xué)勢(shì)教材：P.91第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)等溫方程式和平衡常數(shù)42第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)等溫方程式和平衡常數(shù)5436一、氣體反應(yīng)平衡常數(shù)（一）理想氣體反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)特點(diǎn)：無量綱，只與溫度有關(guān)。第三節(jié)

平衡常數(shù)表示法44一、氣體反應(yīng)平衡常數(shù)第三節(jié)

平衡常數(shù)表示法7（二）理想氣體反應(yīng)經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)有量綱，與溫度有關(guān)。有量綱，與溫度有關(guān)。無量綱，與溫度、壓力有關(guān)。有量綱，與溫度、壓力、配料比有關(guān)。45（二）理想氣體反應(yīng)經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)有量綱，與溫度有關(guān)。有量綱，與469（三）真實(shí)氣體反應(yīng)平衡常數(shù)特點(diǎn)：無量綱，只與溫度有關(guān)。47（三）真實(shí)氣體反應(yīng)平衡常數(shù)特點(diǎn)：無量綱，只與溫度有關(guān)。10二、液相反應(yīng)平衡常數(shù)48二、液相反應(yīng)平衡常數(shù)11三、復(fù)相化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)只與氣態(tài)物質(zhì)有關(guān)。CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

pCO2(平衡)——分解壓（解離壓力）分解壓：固體物質(zhì)在一定溫度下分解達(dá)平衡時(shí)產(chǎn)物中氣體的總壓力。49三、復(fù)相化學(xué)反應(yīng)pCO2(平衡)——分解分解壓越大，固體物質(zhì)越不穩(wěn)定。若分解的氣體產(chǎn)物不止一種，則各氣體產(chǎn)物分壓之和（）稱為分解壓力。NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)p分解=pNH3(平衡)+pH2S(平衡)50分解壓越大，固體物質(zhì)越不穩(wěn)定。NH4HS(s)=NH3一、平衡常數(shù)的測(cè)定測(cè)定系統(tǒng)中各組分的平衡濃度或分壓：1、物理分析法：測(cè)定折射率、電導(dǎo)率、電動(dòng)勢(shì)等物理量，間接求出平衡濃度。2、化學(xué)分析法：用化學(xué)分析方法直接測(cè)定平衡系統(tǒng)中各物質(zhì)的濃度。第四節(jié)

平衡常數(shù)測(cè)定和反應(yīng)限度的計(jì)算51一、平衡常數(shù)的測(cè)定第四節(jié)

平衡常數(shù)測(cè)定和14如何判斷反應(yīng)系統(tǒng)已達(dá)平衡？（1）外界條件不變時(shí)，濃度不隨時(shí)間改變。（2）正、逆反應(yīng)平衡常數(shù)相同。（3）改變反應(yīng)物初濃度，所得平衡常數(shù)相同。52如何判斷反應(yīng)系統(tǒng)已達(dá)平衡？15二、反應(yīng)限度的計(jì)算教材：P.99-10053二、反應(yīng)限度的計(jì)算161、已知反應(yīng)：(1)A+B=2C；(2)1/2A+1/2B=C，則兩反應(yīng)的和分別滿足的關(guān)系為（）A、B、C、D、2、在一抽空容器中將NH4Cl(s)加熱到324℃使其分解為NH3(g)和HCl(g)，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)系統(tǒng)的總壓力為101.325kPa，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為（）A、0.5B、0.025C、0.05D、0.25BD課堂練習(xí)541、已知反應(yīng)：(1)A+B=2C；(2)1/2A3、任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，影響平衡常數(shù)的因素是（）A、反應(yīng)物的濃度B、催化劑C、反應(yīng)產(chǎn)物濃度D、溫度4、對(duì)于反應(yīng)CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)，下列結(jié)論正確的是（）A、Kp=1B、Kp=KC

C、Kp大于KC

D、Kp的單位是N·m-25、某反應(yīng)298K時(shí)的，則該溫度時(shí)反應(yīng)的（）A、B、C、D、BDD553、任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，影響平衡常數(shù)的因素是（作業(yè)：P.1102、456作業(yè)：19一、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉布斯能變化反應(yīng)物與產(chǎn)物均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，且溫度為T，ξ

=1mol時(shí)（amolA與emolE反應(yīng)生成gmolG與hmolH）反應(yīng)的吉布斯自由能變化（）。第五節(jié)

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉布斯能變化及化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能aA+eE→gG+hH57一、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉布斯能變化第五節(jié)

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉的作用：1、計(jì)算2、間接計(jì)算反應(yīng)的(1)C(石墨)+O2(g)CO2(g)ΔrGm,1

(2)C(石墨)+1/2O2(g)CO(g)ΔrGm,2

(3)CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)ΔrGm,3

ΔrGm,2

=

ΔrGm,1

-

ΔrGm,358的作用：213、估計(jì)反應(yīng)進(jìn)行的方向593、估計(jì)反應(yīng)進(jìn)行的方向22

的計(jì)算1、由公式計(jì)算：2、通過測(cè)定平衡常數(shù)，計(jì)算反應(yīng)的3、由化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能計(jì)算：4、電化學(xué)方法：60的計(jì)算23二、化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能在指定溫度T和標(biāo)準(zhǔn)壓力p?下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物時(shí)的吉布斯能變稱為該化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能。符號(hào)：規(guī)定：最穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能為零。61二、化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能24第六節(jié)

溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響——化學(xué)反應(yīng)等壓方程式62第六節(jié)

溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響——化學(xué)反應(yīng)等壓方程式25632664276528一、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響1、氣體反應(yīng)Δν

=0，壓力對(duì)平衡無影響Δν

>0，p總↑，Kx↓，平衡向左移動(dòng)Δν

<0，p總↑，Kx↑，平衡向右移動(dòng)第七節(jié)

其它因素對(duì)平衡的影響2、液相（或固相）反應(yīng)系統(tǒng)壓力對(duì)平衡基本無影響。66一、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響1、氣體反應(yīng)Δν=0，壓力對(duì)平二、惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響1、定溫、定壓增加惰性氣體，若Δν

>0，反應(yīng)向右移動(dòng)。2、定溫、定容增加惰性氣體，對(duì)化學(xué)平衡無影響。67二、惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響2、定溫、定容30作業(yè)：P.11217、1868作業(yè)：31課堂練習(xí)1、298K的理想氣體化學(xué)反應(yīng)AB=A+B，當(dāng)溫度不變，降低總壓時(shí)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率會(huì)（）A、增大B、減小C、不變D、不能確定2、已知?dú)庀喾磻?yīng)C6H6(g)+3H2(g)=C6H12(g)在373K時(shí)的，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可采用下列哪組條件使平衡向右移動(dòng)（）A、升溫與加壓B、升溫與減壓C、降溫與加壓D、降溫與減壓AC69課堂練習(xí)1、298K的理想氣體化學(xué)反應(yīng)AB=A+B3、在某溫度下，一密閉的剛性容器中的PCl5(g)達(dá)到分解平衡，若往此容器中充入N2(g)使系統(tǒng)壓力增大二倍（此時(shí)系統(tǒng)仍可按理想氣體處理），則PCl5(g)的離解度將（）A、增大B、減小C、不變D、視溫度而定4、反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)可視為理想氣體間反應(yīng)，在反應(yīng)達(dá)平衡后，若維持系統(tǒng)溫度與壓力不變，而于系統(tǒng)中加入惰性氣體，則（）A、Kp不變，平衡時(shí)N2和H2的量增加，NH3的量減少B、Kp不變，N2、NH3和H2的量均不變C、Kp不變，平衡時(shí)N2和H2的量減少，NH3的量增加D、Kp增加，平衡時(shí)N2和H2的量減少，NH3的量增加CA703、在某溫度下，一密閉的剛性容器中的PCl5(g)達(dá)到分解平5、在合成氨生產(chǎn)時(shí)對(duì)原料氣循環(huán)使用，實(shí)際操作時(shí)，每隔一段