第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率2第三節(jié)化學(xué)平衡4教學(xué)基本要求31第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素33第四節(jié)化學(xué)平衡的移動(dòng)及應(yīng)用35首頁第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率2第三節(jié)化學(xué)平衡4教學(xué)基本要求31第二教學(xué)基本要求一、了解并掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念、表示方法和反應(yīng)速率方程。二、掌握質(zhì)量作用定律及其應(yīng)用范圍。三、正確理解平衡常數(shù)的物理意義及表示方法。四、能熟練進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算。五、能運(yùn)用平衡移動(dòng)原理說明濃度、壓力及溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。教學(xué)基本要求一、了解并掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念、表示方法第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率

化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時(shí)間內(nèi)某一反應(yīng)物濃度的變化或生成物濃度的變化的正值來表示。濃度的單位常用mol/L，時(shí)間的單位可選秒(s)、分(min)、小時(shí)(h)。描述化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)可選用平均速率或瞬時(shí)速率。

反應(yīng)

aA+bB→cC+dD

平均速率可表示為：第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率可以用反應(yīng)速率的單位是mol/(L·s)、mol/(L·min)或mol/(L·h)。若為氣體反應(yīng)，也可用氣體分壓的變化來表示。

例：在一定溫度和體積下由N2和H2合成NH3：

N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)起始濃度/(mol/L)

1.0

3.0

0

2s末濃度/(mol/L)

0.8

2.4

0.4計(jì)算反應(yīng)開始后2s內(nèi)的平均速率。

解:

分別以N2、H2和NH3的濃度變化來表示反應(yīng)速率：反應(yīng)速率的單位是mol/(L·s)、mol/(L·min＝0.1mol/(L·s)＝0.3mol/(L·s)＝0.2mol/(L·s)＝0.1mol/(L·s)＝0.3mol/(L·s)＝

瞬時(shí)速率是指某一反應(yīng)在某一時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率，可用時(shí)間間隔Δt趨于無限小時(shí)的平均速率的極限值或微分求得。

反應(yīng)

aA+bB→cC+dD

瞬時(shí)速率可表示為：瞬時(shí)速率是指某一反應(yīng)在某一時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率，可用時(shí)間間

瞬時(shí)反應(yīng)速率也可以用作圖的方法求得。如圖中曲線上某點(diǎn)a或b的斜率，即為時(shí)間t1和t2時(shí)的反應(yīng)瞬時(shí)速率。N2O5濃度隨時(shí)間的變化瞬時(shí)反應(yīng)速率也可以用作圖的方法求得。如圖中曲線上某點(diǎn)a二、反應(yīng)速率的測(cè)定

（1）化學(xué)方法

該方法是直接從反應(yīng)器中取樣，用化學(xué)分析方法測(cè)定樣品中各物質(zhì)的濃度。這種方法一般用于液相反應(yīng)。由于在取樣品時(shí)，反應(yīng)仍可繼續(xù)進(jìn)行，故需采用驟冷、沖稀、加阻化劑或分離催化劑等有效方法使反應(yīng)立即停止，然后再進(jìn)行分析。

（2）物理方法

該方法是測(cè)定反應(yīng)混合物的某些與濃度有關(guān)的物理量隨時(shí)間的變化，間接得到不同時(shí)刻的濃度。此法較化學(xué)方法迅速而方便，既易于跟蹤反應(yīng)，又可制成能自動(dòng)記錄的裝置。通常測(cè)定的物理量有：壓力、體積、旋光度、吸光度、電導(dǎo)率等。對(duì)于不同反應(yīng)可以選擇不同的物理量。所選取的物理量不僅要滿足靈敏度高、測(cè)量方便的條件，而且要滿足在變化范圍內(nèi)物理量同各有關(guān)物質(zhì)的濃度近似成線性關(guān)系的條件，從而可得物理量與濃度的變換式。二、反應(yīng)速率的測(cè)定（1）化學(xué)方法一、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

1.基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)

一步就能完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)?；磻?yīng)中實(shí)際參加反應(yīng)的反應(yīng)物的粒子（分子、原子或離子）數(shù)，稱為反應(yīng)分子數(shù)。按反應(yīng)分子數(shù)可把基元反應(yīng)分為單分子反應(yīng)、雙分子反應(yīng)等。兩步或兩步以上才能完成的反應(yīng)稱為非基元反應(yīng)。如

H2(g)+I2(g)→2HI(g)反應(yīng)分兩步進(jìn)行第一步I2(g)2I(g)

第二步H2(g)+2I(g)→2HI(g)每一步均為基元反應(yīng)，總反應(yīng)為兩步反應(yīng)的和。一、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

2.經(jīng)驗(yàn)速率方程式

任一基元反應(yīng)

aA+bB→cC+dD

在一定溫度下，其經(jīng)驗(yàn)速率方程（亦稱質(zhì)量作用定律）的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中v——反應(yīng)的瞬時(shí)速率；

c(A)——A物質(zhì)的瞬時(shí)濃度，mol/L；

c(B)——B物質(zhì)的瞬時(shí)濃度，mol/L；

a——反應(yīng)式中A物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)；

b——反應(yīng)式中B物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)；

k——反應(yīng)的速率常數(shù)。2.經(jīng)驗(yàn)速率方程式式中v——反應(yīng)的瞬時(shí)速率；只有一個(gè)分子參與反應(yīng)，稱為單分子反應(yīng)。如

A→產(chǎn)物

有兩個(gè)分子參與反應(yīng)，稱為雙分子反應(yīng)。如

A+B→產(chǎn)物或2A→產(chǎn)物

k數(shù)值的大小，取決于反應(yīng)的本質(zhì)。一定溫度下，不同反應(yīng)的速率常數(shù)不同。對(duì)同一反應(yīng)而言，反應(yīng)物濃度對(duì)k值無影響，但溫度、催化劑等因素對(duì)k值的大小有影響。只有一個(gè)分子參與反應(yīng)，稱為單分子反應(yīng)。如有兩個(gè)分子參與反在應(yīng)用速率方程時(shí)，應(yīng)注意：

若反應(yīng)中出現(xiàn)反應(yīng)物的濃度幾乎不變的物質(zhì)(如純固態(tài)、純液態(tài)物質(zhì)，其濃度可視為常數(shù)；稀水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，由于反應(yīng)過程中水的濃度變化不大，亦可視為常數(shù))時(shí)，速率方程表達(dá)式中不必列入該物質(zhì)的濃度。解

v=kc(O2)

v=kc(C12H22O11)在應(yīng)用速率方程時(shí)，應(yīng)注意：

若反應(yīng)中出現(xiàn)反應(yīng)物的濃度

對(duì)于非基元反應(yīng)，反應(yīng)物濃度的指數(shù)必須由實(shí)驗(yàn)測(cè)出，它往往與反應(yīng)式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不一致。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中，a，b

分別為對(duì)反應(yīng)物A及B的反應(yīng)級(jí)數(shù)，α+β＝n為反應(yīng)的總級(jí)數(shù)。二、壓力對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響對(duì)于有氣態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)，壓力影響反應(yīng)的反應(yīng)速率。在一定溫度時(shí)，增大壓力，氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率增大；相反，降低壓力，氣態(tài)反應(yīng)物濃度減少，反應(yīng)速率減小。對(duì)于非基元反應(yīng)，反應(yīng)物濃度的指數(shù)必須由實(shí)驗(yàn)測(cè)出，它往往與對(duì)于沒有氣體參加的反應(yīng)，由于壓力對(duì)反應(yīng)物的濃度影響很小，所以壓力改變，其他條件不變時(shí)，對(duì)反應(yīng)速率影響不大。三、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響特別顯著。一般情況下，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)隨著溫度的升高而加快；隨著溫度的降低而減慢。

范特荷甫(J.H.Van'tHoff)

研究了各種反應(yīng)的反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系，提出了一個(gè)近似的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：一般化學(xué)反應(yīng)，在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增加到原來的2～4倍。溫度與反應(yīng)速率的關(guān)系可以通過阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)方程表示。其表達(dá)式為：對(duì)于沒有氣體參加的反應(yīng)，由于壓力對(duì)反應(yīng)物的濃度影響很小，或或

稱為阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式。其中k為反應(yīng)速率常數(shù)；A為常數(shù)，又稱為“指前因子”或“表觀頻率因子”，其單位與k相同。Ea稱為活化能，單位為kJ/mol。一般認(rèn)為對(duì)于一個(gè)指定的反應(yīng)體系，在溫度變化范圍不大時(shí)，A和Ea是與溫度無關(guān)的常量，R為氣體常數(shù)（R=8314J/Kmol），T為開氏溫度。或或稱為阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式。其中k為反應(yīng)速率常數(shù)；A為

例：某一反應(yīng)的活化能為117.15kJ/mol，當(dāng)溫度從398K升高到408K時(shí)，該反應(yīng)的速率增大多少倍？解：由即溫度從398K升高到408K反應(yīng)的速率增加了238倍。例：某一反應(yīng)的活化能為117.15kJ/mol，當(dāng)溫度從四、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

催化劑是一種能顯著改變化學(xué)反應(yīng)速率，而本身在反應(yīng)前后的組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都保持不變的物質(zhì)。有催化劑參加的反應(yīng)叫催化反應(yīng)。在催化劑的作用下，反應(yīng)速率發(fā)生改變的現(xiàn)象叫催化作用。催化劑按其作用可分為兩大類：凡能加快反應(yīng)速率的物質(zhì)稱正催化劑，例如接觸法生產(chǎn)硫酸中的催化劑五氧化二釩；凡能減慢反應(yīng)速率的物質(zhì)稱負(fù)催化劑，例如減緩橡膠老化加入的防老劑。通常，若無特殊說明催化劑均指正催化劑。四、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響催化劑是一種能顯著改變化在采用催化劑的反應(yīng)中，微量雜質(zhì)也可能使催化劑的催化活性突然降低甚至喪失，這種現(xiàn)象稱為催化劑的中毒。因此，在使用催化劑的反應(yīng)中，必須使原料保持純凈?；瘜W(xué)反應(yīng)速率除了受濃度、壓力、溫度和催化劑的影響外，還有一些其他因素也會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)的速率。對(duì)于多相反應(yīng)來說，由于反應(yīng)物處于不同的相，反應(yīng)是在兩相交界面上進(jìn)行的，因而反應(yīng)速率與界面的接觸面大小有關(guān)。如對(duì)于有固體物質(zhì)參加的反應(yīng)，可以通過增大固體物質(zhì)的表面積加快反應(yīng)速率。同時(shí)，還可以采用攪拌來增大反應(yīng)物的接觸機(jī)會(huì)。其他如超聲波、紫外光、X射線和激光等也可能影響化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。在采用催化劑的反應(yīng)中，微量雜質(zhì)也可能使催化劑的催化活性突一、可逆反應(yīng)第三節(jié)化學(xué)平衡在一定條件下既可以從左向右進(jìn)行，也可以從右向左進(jìn)行的反應(yīng)，稱為可逆反應(yīng)。例如：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

通常把從左向右進(jìn)行的反應(yīng)稱為正反應(yīng)，從右向左進(jìn)行的反應(yīng)稱為逆反應(yīng)?？赡娣磻?yīng)方程式中用符號(hào)表示。一、可逆反應(yīng)第三節(jié)化學(xué)平衡在一定條件下既可以從左向二、化學(xué)平衡

對(duì)于可逆反應(yīng)

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可用下圖表示系統(tǒng)所達(dá)到的平衡狀態(tài)。可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化圖二、化學(xué)平衡對(duì)于可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率隨時(shí)化學(xué)平衡為υ正＝υ逆時(shí)系統(tǒng)所處狀態(tài)。

化學(xué)平衡具有如下特征：υ正＝υ逆≠0；反應(yīng)物和生成物的濃度(平衡濃度)不隨時(shí)間而改變；化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡?；瘜W(xué)平衡為υ正＝υ逆時(shí)系統(tǒng)所處狀態(tài)。三、化學(xué)平衡常數(shù)1.實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)

對(duì)于液相中的可逆反應(yīng)

aA+bBgG+dD在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)用各生成物平衡濃度冪的乘積與各反應(yīng)物平衡濃度冪的乘積之比表示，即Kc稱為濃度平衡常數(shù)。三、化學(xué)平衡常數(shù)1.實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)Kc稱為濃度平衡常數(shù)。對(duì)于氣相中的可逆反應(yīng)

aA(g)+bB(g)gG(g)+dD(g)在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)用各生成物平衡分壓冪的乘積與各反應(yīng)物平衡分壓冪的乘積之比表示，即

Kp稱為壓力平衡常數(shù)，其中分壓以Pa(或kPa)為單位。實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)有單位，其單位取決于生成物與反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之差。即對(duì)于氣相中的可逆反應(yīng)Kp稱為壓力平衡常數(shù)，其中分壓以

Δn＝(g+d)-(a+b)

由理想氣體狀態(tài)方程及Kc、Kp表達(dá)式可以找出Kc與Kp之間的關(guān)系：

Kp=Kc(RT)Δn

2.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ，也稱熱力學(xué)平衡常數(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式中，對(duì)氣體反應(yīng)，用各組分氣體的相對(duì)分壓pi/pθ表示，溶液中的物質(zhì)用相對(duì)濃度ci/cq來表示，pθ為標(biāo)準(zhǔn)壓力，單位為Pa，且pθ＝100kPa，cθ為標(biāo)準(zhǔn)濃度，且cθ＝1.0mol/L。氣體反應(yīng)：aA(g)+bB(g)gG(g)+dD(g)Δn＝(g+d)-(a＝溶液中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)：aA+bBgG+dD為表示方便，用p＇表示平衡時(shí)的相對(duì)分壓，用[]表示平衡時(shí)的相對(duì)濃度，后續(xù)章節(jié)中相同。＝溶液中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)：aA+bB

在應(yīng)用平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)須注意：

平衡常數(shù)表達(dá)式必須與平衡方程式相對(duì)應(yīng)；當(dāng)有純固體、純液體物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)，其濃度可視為常數(shù)，不寫進(jìn)平衡常數(shù)的表達(dá)式中；在稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，水是大量的，其濃度可視為常數(shù)，不需表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中。

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ與實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)有區(qū)別，它沒有壓力平衡常數(shù)和濃度平衡常數(shù)之分，是無量綱的量，目前多使用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。后續(xù)章節(jié)中的平衡常數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ。練一練

①反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)和反應(yīng)N2(g)+

H2(g)NH3(g)的Kθ如何表示？②CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的Kθ如何表示？２１２３在應(yīng)用平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)須注意：練一練２１２３解①

②解①

3.平衡常數(shù)的意義

平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)的特征常數(shù)，它的大小表明了在一定條件下反應(yīng)進(jìn)行的程度。對(duì)于同一類型反應(yīng)，值越大，表明正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即正反應(yīng)進(jìn)行得越完全。平衡常數(shù)與反應(yīng)系統(tǒng)的濃度（或分壓）無關(guān)，它只是溫度的函數(shù)。因此，使用時(shí)必須注明對(duì)應(yīng)的溫度。

4.多重平衡

在一個(gè)化學(xué)過程中，有多個(gè)平衡同時(shí)存在，且同一種物質(zhì)同時(shí)參與幾種平衡，這種現(xiàn)象叫多重平衡。3.平衡常數(shù)的意義例如，某一系統(tǒng)中同時(shí)存在下列三種平衡①H2(g)+S(s)H2S(g)

②S(s)+O2(g)SO2(g)③H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)

由反應(yīng)式知：①-②＝③

而反應(yīng)的平衡常數(shù)為：K1θ/K2θ＝K3θ例如，某一系統(tǒng)中同時(shí)存在下列三種平衡由反應(yīng)式知：①多重平衡的規(guī)則：若兩個(gè)反應(yīng)方程式相加（或相減）得到第三個(gè)反應(yīng)方程式，則其平衡常數(shù)為前兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)的積（或商）。根據(jù)此規(guī)則，可求得多個(gè)反應(yīng)組合后所需反應(yīng)的平衡常數(shù)。四、有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算

1.由平衡濃度（或分壓）計(jì)算平衡常數(shù)

例：氮、氫合成氨的反應(yīng)為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在773K建立平衡時(shí)，NH3(g)、N2(g)和H2(g)分壓分別為

3.57×106Pa、4.17×106Pa和12.52×106Pa，計(jì)算該溫度下合成氨反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ。多重平衡的規(guī)則：若兩個(gè)反應(yīng)方程式相加（或相減）得到第三個(gè)解:合成氨反應(yīng)：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡時(shí)壓力/106Pa

4.17

12.52

3.57解:合成氨反應(yīng)：

2.已知平衡常數(shù)和起始濃度計(jì)算平衡組成和平衡轉(zhuǎn)化率

平衡轉(zhuǎn)化率簡(jiǎn)稱為轉(zhuǎn)化率，它指反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，某反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率，常以α來表示。若反應(yīng)前后體積不變，反應(yīng)物的量可用濃度表示：2.已知平衡常數(shù)和起始濃度計(jì)算平衡組成和平衡轉(zhuǎn)化率若反應(yīng)

例：某溫度T時(shí)，反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)Kθ＝9。若反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度均為0.02mol/L，計(jì)算平衡時(shí)系統(tǒng)中各物質(zhì)的濃度及CO的平衡轉(zhuǎn)化率？

解

(1)計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度。設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)系統(tǒng)中H2和CO2的濃度為xmol/L。

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始濃度/(mol/L)0.020.0200平衡濃度/(mol/L)0.02-x0.02-x

x

x例：某溫度T時(shí)，反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)平衡時(shí):c（H2）＝c（CO2）＝0.015mol/L

c（CO）＝c（H2O）＝0.02-0.015＝0.005mol/L

(2)計(jì)算CO的平衡轉(zhuǎn)化率平衡時(shí):c（H2）＝c（CO2）＝0.015mo第四節(jié)化學(xué)平衡的移動(dòng)及應(yīng)用

因外界條件改變，使化學(xué)反應(yīng)從原來的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到新的平衡狀態(tài)的過程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。影響化學(xué)平衡的主要外界因素有濃度、壓力和溫度。一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響

例：某溫度T時(shí)，反應(yīng)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)Kθ＝9。若反應(yīng)開始時(shí)CO的濃度為0.02mol/L，H2O的濃度為1.00mol/L，計(jì)算平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率？第四節(jié)化學(xué)平衡的移動(dòng)及應(yīng)用因外界條件改變，使化學(xué)反應(yīng)從

解設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)系統(tǒng)中H2和CO2的濃度為xmol/L

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)起始濃度/(mol/L)0.021.0000平衡濃度/(mol/L)0.02-x1.00-x

x

xx

＝0.02019CO的平衡轉(zhuǎn)化率：解設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)系統(tǒng)中H2和CO2的濃度為xmo可逆反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，還可以通過化學(xué)反應(yīng)等溫式判斷。對(duì)任意一個(gè)可逆反應(yīng)：

aA+bBgG+dD在非平衡狀態(tài)時(shí)，各生成物相對(duì)濃度(或相對(duì)分壓)冪的乘積與各反應(yīng)物相對(duì)濃度(或相對(duì)分壓)冪的乘積之比為反應(yīng)商(Q)。

對(duì)溶液中的反應(yīng)：可逆反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，還可以通過化學(xué)反應(yīng)等溫式判斷。氣體反應(yīng)：為表示方便，用c＇表示任意條件的相對(duì)濃度，用p＇表示任意條件的相對(duì)分壓，后續(xù)章節(jié)中相同。反應(yīng)商表達(dá)式與平衡常數(shù)表達(dá)式的形式完全一樣，但平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度(或分壓)是平衡狀態(tài)下的，而反應(yīng)商表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度(或分壓)是任意狀態(tài)下的。

任意條件下，化學(xué)熱力學(xué)中ΔrGm與反應(yīng)商Q之間的關(guān)系可以通過下列關(guān)系表示：

ΔrGm＝-RTlnKθ+RTlnQ

該式稱為化學(xué)反應(yīng)等溫方程式或范特霍夫等溫方程式。氣體反應(yīng)：為表示方便，用c＇表示任意條件的相對(duì)濃度，用p結(jié)論：

在一定溫度下，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，化學(xué)平衡向右移動(dòng)；減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，化學(xué)平衡向左移動(dòng)。結(jié)論：二、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響壓力的變化對(duì)固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的體積影響很小，因此在沒有氣態(tài)物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)，可忽略壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響。但是對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，壓力的影響必需考慮。對(duì)于可逆反應(yīng)：

aA(g)+bB(g)gG(g)+dD(g)平衡時(shí)：二、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響壓力的變化對(duì)固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的體若在此系統(tǒng)中，保持溫度不變，將系統(tǒng)的體積從原體積V壓縮到(1/x)·V，則系統(tǒng)的總壓力增大為原來的x倍，相應(yīng)各組分的分壓也都增大至原來的x倍，則：討論：當(dāng)Δn＞0時(shí)，即生成物氣體分子數(shù)大于反應(yīng)物氣體分子數(shù)，Q＞Kθ即ΔrGm＞0，平衡向左移動(dòng)(即平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng))。若在此系統(tǒng)中，保持溫度不變，將系統(tǒng)的體積從原體積V壓縮到當(dāng)Δn＜0時(shí)，即生成物氣體分子數(shù)小于反應(yīng)物氣體分子數(shù)，Q＜Kθ即ΔrGm＜0，平衡向右移動(dòng)(即平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng))。當(dāng)Δn＝0時(shí)，反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)相等，此時(shí)，Q＝

Kθ，即

ΔrGm＝0，壓力變化對(duì)平衡沒有影響。

結(jié)論：

在一定溫度下，增大壓力，化學(xué)平衡向氣體分子總數(shù)減少的方向移動(dòng)；減小壓力，化學(xué)平衡向氣體分子總數(shù)增加的方向移動(dòng)。知識(shí)拓展：反應(yīng)系統(tǒng)加入不參與化學(xué)反應(yīng)的氣態(tài)物質(zhì)(如惰性氣體)時(shí)①恒T、P時(shí)，在已達(dá)平衡的反應(yīng)系統(tǒng)中加入惰性氣體，為了維系總壓不變，系統(tǒng)的體積必然要增大，此時(shí)，各組分氣體的分壓相應(yīng)減小。若Δn≠0，Q≠Kθ，平衡就要移動(dòng)，向氣體分子總數(shù)增加的方向移動(dòng)。②當(dāng)恒T、V時(shí)，在已達(dá)平衡的反應(yīng)系統(tǒng)中加入惰性氣體，此時(shí)系統(tǒng)的總壓增加，但各物質(zhì)的分壓并沒改變，Q＝Kθ，平衡不發(fā)生移動(dòng)。當(dāng)Δn＜0時(shí)，即生成物氣體分子數(shù)小于反應(yīng)物氣體分子數(shù)，Q三、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響溫度也是影響化學(xué)平衡移動(dòng)的重要因素之一，它與濃度、壓力的影響有著本質(zhì)的區(qū)別。濃度、壓力變化時(shí)，平衡常數(shù)不變，只是平衡發(fā)生移動(dòng)。但溫度變化時(shí)，平衡常數(shù)值發(fā)生改變。溫度T對(duì)化學(xué)平衡影響，可以通過下列關(guān)系表示：該式稱為化學(xué)反應(yīng)等壓方程式或范特霍夫等壓方程式。三、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響溫度也是影響化學(xué)平衡移動(dòng)的重要答：

由

ΔrGmθ=-RTlnKθ和ΔrGmθ=ΔrHmθ-TΔrSmθ

得

-RTlnKθ=ΔrHmθ-TΔrSmθ等式兩端除以-RT

，得不同溫度時(shí)有：答：由ΔrGmθ=-RTlnKθ和ΔrGmθ=Δ兩式相減，且不考慮溫度對(duì)ΔrH

m和ΔrS

m影響，得

討論：

若反應(yīng)是吸熱的，即ΔrHmθ＞0，當(dāng)溫度T升高時(shí)，K2θ＞K1θ，即平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。反之，當(dāng)溫度T降低時(shí)，K2θ＜K1θ，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。若反應(yīng)是放熱的，即ΔrHmθ＜0，當(dāng)溫度T升高時(shí)，K2θ＜K1θ，即平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。反之，當(dāng)溫度T降低時(shí)，K2θ＞K1θ，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

結(jié)論：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng)；降低溫度，化學(xué)平衡向放熱方向移動(dòng)。兩式相減，且不考慮溫度對(duì)ΔrHm和ΔrSm影響，得四、催化劑與化學(xué)平衡催化劑對(duì)一個(gè)可逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)影響是等同的，即使正逆逆反應(yīng)速率同時(shí)同倍數(shù)增大，因而催化劑不能改變平衡狀態(tài)，只能加快系統(tǒng)達(dá)到平衡的時(shí)間。五、呂·查德里原理改變平衡系統(tǒng)的條件之一(如濃度、壓力或溫度)，平衡就向能減弱這個(gè)改變的方向移動(dòng)。這個(gè)規(guī)律被稱為呂·查德里原理，也叫平衡移動(dòng)原理。平衡移動(dòng)原理是一條普遍的規(guī)律，它適用于所有已經(jīng)達(dá)到的動(dòng)態(tài)平衡，包括物理平衡。但必須指出，它只能用于已經(jīng)建立平衡的系統(tǒng)，對(duì)于非平衡系統(tǒng)是不適用的。四、催化劑與化學(xué)平衡催化劑對(duì)一個(gè)可逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)影響知識(shí)窗：

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用很廣。如工業(yè)上的合成氨反應(yīng)和生產(chǎn)硫酸的反應(yīng)等就是通過綜合考慮化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡兩方面的因素，來選擇最佳生產(chǎn)條件的。

知識(shí)窗：化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。

謝謝你的閱讀知識(shí)就是財(cái)富豐富你的人生謝謝你的閱讀知識(shí)就是財(cái)富48基礎(chǔ)化學(xué)電子教案第四章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡課件49第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率2第三節(jié)化學(xué)平衡4教學(xué)基本要求31第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素33第四節(jié)化學(xué)平衡的移動(dòng)及應(yīng)用35首頁第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率2第三節(jié)化學(xué)平衡4教學(xué)基本要求31第二教學(xué)基本要求一、了解并掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念、表示方法和反應(yīng)速率方程。二、掌握質(zhì)量作用定律及其應(yīng)用范圍。三、正確理解平衡常數(shù)的物理意義及表示方法。四、能熟練進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算。五、能運(yùn)用平衡移動(dòng)原理說明濃度、壓力及溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。教學(xué)基本要求一、了解并掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念、表示方法第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率

化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時(shí)間內(nèi)某一反應(yīng)物濃度的變化或生成物濃度的變化的正值來表示。濃度的單位常用mol/L，時(shí)間的單位可選秒(s)、分(min)、小時(shí)(h)。描述化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)可選用平均速率或瞬時(shí)速率。

反應(yīng)

aA+bB→cC+dD

平均速率可表示為：第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率可以用反應(yīng)速率的單位是mol/(L·s)、mol/(L·min)或mol/(L·h)。若為氣體反應(yīng)，也可用氣體分壓的變化來表示。

例：在一定溫度和體積下由N2和H2合成NH3：

N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)起始濃度/(mol/L)

1.0

3.0

0

2s末濃度/(mol/L)

0.8

2.4

0.4計(jì)算反應(yīng)開始后2s內(nèi)的平均速率。

解:

分別以N2、H2和NH3的濃度變化來表示反應(yīng)速率：反應(yīng)速率的單位是mol/(L·s)、mol/(L·min＝0.1mol/(L·s)＝0.3mol/(L·s)＝0.2mol/(L·s)＝0.1mol/(L·s)＝0.3mol/(L·s)＝

瞬時(shí)速率是指某一反應(yīng)在某一時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率，可用時(shí)間間隔Δt趨于無限小時(shí)的平均速率的極限值或微分求得。

反應(yīng)

aA+bB→cC+dD

瞬時(shí)速率可表示為：瞬時(shí)速率是指某一反應(yīng)在某一時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率，可用時(shí)間間

瞬時(shí)反應(yīng)速率也可以用作圖的方法求得。如圖中曲線上某點(diǎn)a或b的斜率，即為時(shí)間t1和t2時(shí)的反應(yīng)瞬時(shí)速率。N2O5濃度隨時(shí)間的變化瞬時(shí)反應(yīng)速率也可以用作圖的方法求得。如圖中曲線上某點(diǎn)a二、反應(yīng)速率的測(cè)定

（1）化學(xué)方法

該方法是直接從反應(yīng)器中取樣，用化學(xué)分析方法測(cè)定樣品中各物質(zhì)的濃度。這種方法一般用于液相反應(yīng)。由于在取樣品時(shí)，反應(yīng)仍可繼續(xù)進(jìn)行，故需采用驟冷、沖稀、加阻化劑或分離催化劑等有效方法使反應(yīng)立即停止，然后再進(jìn)行分析。

（2）物理方法

該方法是測(cè)定反應(yīng)混合物的某些與濃度有關(guān)的物理量隨時(shí)間的變化，間接得到不同時(shí)刻的濃度。此法較化學(xué)方法迅速而方便，既易于跟蹤反應(yīng)，又可制成能自動(dòng)記錄的裝置。通常測(cè)定的物理量有：壓力、體積、旋光度、吸光度、電導(dǎo)率等。對(duì)于不同反應(yīng)可以選擇不同的物理量。所選取的物理量不僅要滿足靈敏度高、測(cè)量方便的條件，而且要滿足在變化范圍內(nèi)物理量同各有關(guān)物質(zhì)的濃度近似成線性關(guān)系的條件，從而可得物理量與濃度的變換式。二、反應(yīng)速率的測(cè)定（1）化學(xué)方法一、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

1.基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)

一步就能完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。基元反應(yīng)中實(shí)際參加反應(yīng)的反應(yīng)物的粒子（分子、原子或離子）數(shù)，稱為反應(yīng)分子數(shù)。按反應(yīng)分子數(shù)可把基元反應(yīng)分為單分子反應(yīng)、雙分子反應(yīng)等。兩步或兩步以上才能完成的反應(yīng)稱為非基元反應(yīng)。如

H2(g)+I2(g)→2HI(g)反應(yīng)分兩步進(jìn)行第一步I2(g)2I(g)

第二步H2(g)+2I(g)→2HI(g)每一步均為基元反應(yīng)，總反應(yīng)為兩步反應(yīng)的和。一、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

2.經(jīng)驗(yàn)速率方程式

任一基元反應(yīng)

aA+bB→cC+dD

在一定溫度下，其經(jīng)驗(yàn)速率方程（亦稱質(zhì)量作用定律）的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中v——反應(yīng)的瞬時(shí)速率；

c(A)——A物質(zhì)的瞬時(shí)濃度，mol/L；

c(B)——B物質(zhì)的瞬時(shí)濃度，mol/L；

a——反應(yīng)式中A物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)；

b——反應(yīng)式中B物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)；

k——反應(yīng)的速率常數(shù)。2.經(jīng)驗(yàn)速率方程式式中v——反應(yīng)的瞬時(shí)速率；只有一個(gè)分子參與反應(yīng)，稱為單分子反應(yīng)。如

A→產(chǎn)物

有兩個(gè)分子參與反應(yīng)，稱為雙分子反應(yīng)。如

A+B→產(chǎn)物或2A→產(chǎn)物

k數(shù)值的大小，取決于反應(yīng)的本質(zhì)。一定溫度下，不同反應(yīng)的速率常數(shù)不同。對(duì)同一反應(yīng)而言，反應(yīng)物濃度對(duì)k值無影響，但溫度、催化劑等因素對(duì)k值的大小有影響。只有一個(gè)分子參與反應(yīng)，稱為單分子反應(yīng)。如有兩個(gè)分子參與反在應(yīng)用速率方程時(shí)，應(yīng)注意：

若反應(yīng)中出現(xiàn)反應(yīng)物的濃度幾乎不變的物質(zhì)(如純固態(tài)、純液態(tài)物質(zhì)，其濃度可視為常數(shù)；稀水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，由于反應(yīng)過程中水的濃度變化不大，亦可視為常數(shù))時(shí)，速率方程表達(dá)式中不必列入該物質(zhì)的濃度。解

v=kc(O2)

v=kc(C12H22O11)在應(yīng)用速率方程時(shí)，應(yīng)注意：

若反應(yīng)中出現(xiàn)反應(yīng)物的濃度

對(duì)于非基元反應(yīng)，反應(yīng)物濃度的指數(shù)必須由實(shí)驗(yàn)測(cè)出，它往往與反應(yīng)式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不一致。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中，a，b

分別為對(duì)反應(yīng)物A及B的反應(yīng)級(jí)數(shù)，α+β＝n為反應(yīng)的總級(jí)數(shù)。二、壓力對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響對(duì)于有氣態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)，壓力影響反應(yīng)的反應(yīng)速率。在一定溫度時(shí)，增大壓力，氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率增大；相反，降低壓力，氣態(tài)反應(yīng)物濃度減少，反應(yīng)速率減小。對(duì)于非基元反應(yīng)，反應(yīng)物濃度的指數(shù)必須由實(shí)驗(yàn)測(cè)出，它往往與對(duì)于沒有氣體參加的反應(yīng)，由于壓力對(duì)反應(yīng)物的濃度影響很小，所以壓力改變，其他條件不變時(shí)，對(duì)反應(yīng)速率影響不大。三、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響特別顯著。一般情況下，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)隨著溫度的升高而加快；隨著溫度的降低而減慢。

范特荷甫(J.H.Van'tHoff)

研究了各種反應(yīng)的反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系，提出了一個(gè)近似的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：一般化學(xué)反應(yīng)，在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增加到原來的2～4倍。溫度與反應(yīng)速率的關(guān)系可以通過阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)方程表示。其表達(dá)式為：對(duì)于沒有氣體參加的反應(yīng)，由于壓力對(duì)反應(yīng)物的濃度影響很小，或或

稱為阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式。其中k為反應(yīng)速率常數(shù)；A為常數(shù)，又稱為“指前因子”或“表觀頻率因子”，其單位與k相同。Ea稱為活化能，單位為kJ/mol。一般認(rèn)為對(duì)于一個(gè)指定的反應(yīng)體系，在溫度變化范圍不大時(shí)，A和Ea是與溫度無關(guān)的常量，R為氣體常數(shù)（R=8314J/Kmol），T為開氏溫度?；蚧蚍Q為阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式。其中k為反應(yīng)速率常數(shù)；A為

例：某一反應(yīng)的活化能為117.15kJ/mol，當(dāng)溫度從398K升高到408K時(shí)，該反應(yīng)的速率增大多少倍？解：由即溫度從398K升高到408K反應(yīng)的速率增加了238倍。例：某一反應(yīng)的活化能為117.15kJ/mol，當(dāng)溫度從四、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

催化劑是一種能顯著改變化學(xué)反應(yīng)速率，而本身在反應(yīng)前后的組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都保持不變的物質(zhì)。有催化劑參加的反應(yīng)叫催化反應(yīng)。在催化劑的作用下，反應(yīng)速率發(fā)生改變的現(xiàn)象叫催化作用。催化劑按其作用可分為兩大類：凡能加快反應(yīng)速率的物質(zhì)稱正催化劑，例如接觸法生產(chǎn)硫酸中的催化劑五氧化二釩；凡能減慢反應(yīng)速率的物質(zhì)稱負(fù)催化劑，例如減緩橡膠老化加入的防老劑。通常，若無特殊說明催化劑均指正催化劑。四、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響催化劑是一種能顯著改變化在采用催化劑的反應(yīng)中，微量雜質(zhì)也可能使催化劑的催化活性突然降低甚至喪失，這種現(xiàn)象稱為催化劑的中毒。因此，在使用催化劑的反應(yīng)中，必須使原料保持純凈。化學(xué)反應(yīng)速率除了受濃度、壓力、溫度和催化劑的影響外，還有一些其他因素也會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)的速率。對(duì)于多相反應(yīng)來說，由于反應(yīng)物處于不同的相，反應(yīng)是在兩相交界面上進(jìn)行的，因而反應(yīng)速率與界面的接觸面大小有關(guān)。如對(duì)于有固體物質(zhì)參加的反應(yīng)，可以通過增大固體物質(zhì)的表面積加快反應(yīng)速率。同時(shí)，還可以采用攪拌來增大反應(yīng)物的接觸機(jī)會(huì)。其他如超聲波、紫外光、X射線和激光等也可能影響化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。在采用催化劑的反應(yīng)中，微量雜質(zhì)也可能使催化劑的催化活性突一、可逆反應(yīng)第三節(jié)化學(xué)平衡在一定條件下既可以從左向右進(jìn)行，也可以從右向左進(jìn)行的反應(yīng)，稱為可逆反應(yīng)。例如：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

通常把從左向右進(jìn)行的反應(yīng)稱為正反應(yīng)，從右向左進(jìn)行的反應(yīng)稱為逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)方程式中用符號(hào)表示。一、可逆反應(yīng)第三節(jié)化學(xué)平衡在一定條件下既可以從左向二、化學(xué)平衡

對(duì)于可逆反應(yīng)

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可用下圖表示系統(tǒng)所達(dá)到的平衡狀態(tài)?？赡娣磻?yīng)的正、逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化圖二、化學(xué)平衡對(duì)于可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率隨時(shí)化學(xué)平衡為υ正＝υ逆時(shí)系統(tǒng)所處狀態(tài)。

化學(xué)平衡具有如下特征：υ正＝υ逆≠0；反應(yīng)物和生成物的濃度(平衡濃度)不隨時(shí)間而改變；化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡。化學(xué)平衡為υ正＝υ逆時(shí)系統(tǒng)所處狀態(tài)。三、化學(xué)平衡常數(shù)1.實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)

對(duì)于液相中的可逆反應(yīng)

aA+bBgG+dD在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)用各生成物平衡濃度冪的乘積與各反應(yīng)物平衡濃度冪的乘積之比表示，即Kc稱為濃度平衡常數(shù)。三、化學(xué)平衡常數(shù)1.實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)Kc稱為濃度平衡常數(shù)。對(duì)于氣相中的可逆反應(yīng)

aA(g)+bB(g)gG(g)+dD(g)在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)用各生成物平衡分壓冪的乘積與各反應(yīng)物平衡分壓冪的乘積之比表示，即

Kp稱為壓力平衡常數(shù)，其中分壓以Pa(或kPa)為單位。實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)有單位，其單位取決于生成物與反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之差。即對(duì)于氣相中的可逆反應(yīng)Kp稱為壓力平衡常數(shù)，其中分壓以

Δn＝(g+d)-(a+b)

由理想氣體狀態(tài)方程及Kc、Kp表達(dá)式可以找出Kc與Kp之間的關(guān)系：

Kp=Kc(RT)Δn

2.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ，也稱熱力學(xué)平衡常數(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式中，對(duì)氣體反應(yīng)，用各組分氣體的相對(duì)分壓pi/pθ表示，溶液中的物質(zhì)用相對(duì)濃度ci/cq來表示，pθ為標(biāo)準(zhǔn)壓力，單位為Pa，且pθ＝100kPa，cθ為標(biāo)準(zhǔn)濃度，且cθ＝1.0mol/L。氣體反應(yīng)：aA(g)+bB(g)gG(g)+dD(g)Δn＝(g+d)-(a＝溶液中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)：aA+bBgG+dD為表示方便，用p＇表示平衡時(shí)的相對(duì)分壓，用[]表示平衡時(shí)的相對(duì)濃度，后續(xù)章節(jié)中相同。＝溶液中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)：aA+bB

在應(yīng)用平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)須注意：

平衡常數(shù)表達(dá)式必須與平衡方程式相對(duì)應(yīng)；當(dāng)有純固體、純液體物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)，其濃度可視為常數(shù)，不寫進(jìn)平衡常數(shù)的表達(dá)式中；在稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，水是大量的，其濃度可視為常數(shù)，不需表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中。

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ與實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)有區(qū)別，它沒有壓力平衡常數(shù)和濃度平衡常數(shù)之分，是無量綱的量，目前多使用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。后續(xù)章節(jié)中的平衡常數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ。練一練

①反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)和反應(yīng)N2(g)+

H2(g)NH3(g)的Kθ如何表示？②CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的Kθ如何表示？２１２３在應(yīng)用平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)須注意：練一練２１２３解①

②解①

3.平衡常數(shù)的意義

平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)的特征常數(shù)，它的大小表明了在一定條件下反應(yīng)進(jìn)行的程度。對(duì)于同一類型反應(yīng)，值越大，表明正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即正反應(yīng)進(jìn)行得越完全。平衡常數(shù)與反應(yīng)系統(tǒng)的濃度（或分壓）無關(guān)，它只是溫度的函數(shù)。因此，使用時(shí)必須注明對(duì)應(yīng)的溫度。

4.多重平衡

在一個(gè)化學(xué)過程中，有多個(gè)平衡同時(shí)存在，且同一種物質(zhì)同時(shí)參與幾種平衡，這種現(xiàn)象叫多重平衡。3.平衡常數(shù)的意義例如，某一系統(tǒng)中同時(shí)存在下列三種平衡①H2(g)+S(s)H2S(g)

②S(s)+O2(g)SO2(g)③H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)

由反應(yīng)式知：①-②＝③

而反應(yīng)的平衡常數(shù)為：K1θ/K2θ＝K3θ例如，某一系統(tǒng)中同時(shí)存在下列三種平衡由反應(yīng)式知：①多重平衡的規(guī)則：若兩個(gè)反應(yīng)方程式相加（或相減）得到第三個(gè)反應(yīng)方程式，則其平衡常數(shù)為前兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)的積（或商）。根據(jù)此規(guī)則，可求得多個(gè)反應(yīng)組合后所需反應(yīng)的平衡常數(shù)。四、有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算

1.由平衡濃度（或分壓）計(jì)算平衡常數(shù)

例：氮、氫合成氨的反應(yīng)為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在773K建立平衡時(shí)，NH3(g)、N2(g)和H2(g)分壓分別為

3.57×106Pa、4.17×106Pa和12.52×106Pa，計(jì)算該溫度下合成氨反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ。多重平衡的規(guī)則：若兩個(gè)反應(yīng)方程式相加（或相減）得到第三個(gè)解:合成氨反應(yīng)：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡時(shí)壓力/106Pa

4.17

12.52

3.57解:合成氨反應(yīng)：

2.已知平衡常數(shù)和起始濃度計(jì)算平衡組成和平衡轉(zhuǎn)化率

平衡轉(zhuǎn)化率簡(jiǎn)稱為轉(zhuǎn)化率，它指反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，某反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率，常以α來表示。若反應(yīng)前后體積不變，反應(yīng)物的量可用濃度表示：2.已知平衡常數(shù)和起始濃度計(jì)算平衡組成和平衡轉(zhuǎn)化率若反應(yīng)

例：某溫度T時(shí)，反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)Kθ＝9。若反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度均為0.02mol/L，計(jì)算平衡時(shí)系統(tǒng)中各物質(zhì)的濃度及CO的平衡轉(zhuǎn)化率？

解

(1)計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度。設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)系統(tǒng)中H2和CO2的濃度為xmol/L。

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始濃度/(mol/L)0.020.0200平衡濃度/(mol/L)0.02-x0.02-x

x

x例：某溫度T時(shí)，反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)平衡時(shí):c（H2）＝c（CO2）＝0.015mol/L

c（CO）＝c（H2O）＝0.02-0.015＝0.005mol/L

(2)計(jì)算CO的平衡轉(zhuǎn)化率平衡時(shí):c（H2）＝c（CO2）＝0.015mo第四節(jié)化學(xué)平衡的移動(dòng)及應(yīng)用

因外界條件改變，使化學(xué)反應(yīng)從原來的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到新的平衡狀態(tài)的過程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。影響化學(xué)平衡的主要外界因素有濃度、壓力和溫度。一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響

例：某溫度T時(shí)，反應(yīng)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)Kθ＝9。若反應(yīng)開始時(shí)CO的濃度為0.02mol/L，H2O的濃度為1.00mol/L，計(jì)算平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率？第四節(jié)化學(xué)平衡的移動(dòng)及應(yīng)用因外界條件改變，使化學(xué)反應(yīng)從

解設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)系統(tǒng)中H2和CO2的濃度為xmol/L

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)起始濃度/(mol/L)0.021.0000平衡濃度/(mol/L)0.02-x1.00-x

x

xx

＝0.02019CO的平衡轉(zhuǎn)化率：解設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)系統(tǒng)中H2和CO2的濃度為xmo可逆反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，還可以通過化學(xué)反應(yīng)等溫式判斷。對(duì)任意一個(gè)可逆反應(yīng)：

aA+bBgG+dD在非平衡狀態(tài)時(shí)，各生成物相對(duì)濃度(或相對(duì)分壓)冪的乘積與各反應(yīng)物相對(duì)濃度(或相對(duì)分壓)冪的乘積之比為反應(yīng)商(Q)。

對(duì)溶液中的反應(yīng)：可逆反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，還可以通過化學(xué)反應(yīng)等溫式判斷。氣體反應(yīng)：為表示方便，用c＇表示任意條件的相對(duì)濃度，用p＇表示任意條件的相對(duì)分壓，后續(xù)章節(jié)中相同。反應(yīng)商表達(dá)式與平衡常數(shù)表達(dá)式的形式完全一樣，但平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度(或分壓)是平衡狀態(tài)下的，而反應(yīng)商表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度(或分壓)是任意狀態(tài)下的。

任意條件下，化學(xué)熱力學(xué)中ΔrGm與反應(yīng)商Q之間的關(guān)系可以通過下列關(guān)系表示：

ΔrGm＝-RTlnKθ+RTlnQ

該式稱為化學(xué)反應(yīng)等溫方程式或范特霍夫等溫方程式。氣體反應(yīng)：為表示方便，用c＇表示任意條件的相對(duì)濃度，用p結(jié)論：

在一