第七章化學平衡7.2平衡常數(shù)7.3平衡常數(shù)與Gibbs自由能變7.4化學平衡移動7.1化學反應(yīng)可逆性和化學平衡無機化學第1頁第1頁7.1化學反應(yīng)可逆性和化學平衡Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)煉一噸Fe需多少焦炭（C）？

C(s)+0.5O2(g)=CO(g)是否所有C(s)能轉(zhuǎn)化成CO(g)，所有Fe2O3(s)和CO能所有轉(zhuǎn)化成Fe(s)和CO2(g)？答案：否！?可逆反應(yīng)，動態(tài)平衡（G=0）正向反應(yīng)速率=逆向反應(yīng)速率?平衡常數(shù)以及平衡移動無機化學第2頁第2頁化學平衡特點動態(tài)平衡濃度速率時間

ABkfkr無機化學第3頁第3頁7.2平衡常數(shù)可逆反應(yīng)：aA+bB=cC+dD若均為氣體，且在溫度為T(K)時達到平衡：一、經(jīng)驗平衡常數(shù)其中，[PA]等為平衡分壓，Kp為壓力平衡常數(shù)若在溶液中，平衡時濃度分別為[A],Kc為濃度平衡常數(shù)Kp、Kc可由試驗測定，稱之為經(jīng)驗平衡常數(shù)無機化學第4頁第4頁例:

H2(g)+I2(g)=2HI(g)注：（）中為起始濃度；[]中為平衡濃度。

?在一定溫度下，Kc為常數(shù)?測定平衡時各組分濃度（或分壓），通過平衡常數(shù)表示式，可求出K.無機化學第5頁第5頁N2(g)+3H2(g)2NH3(g)NH3合成NH3分解在一定溫度下，Kc相同，但平衡濃度不一定相同。無機化學第6頁第6頁二、平衡轉(zhuǎn)化率化學反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，體系中各物質(zhì)濃度不再隨時間而改變，這時反應(yīng)物已最大程度地轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌铩＠闷胶廪D(zhuǎn)化率來標志化學反應(yīng)在某個詳細條件下完畢程度。反應(yīng)轉(zhuǎn)化率是指已轉(zhuǎn)化為生成物部分占該反應(yīng)物起始總量百分比。無機化學第7頁第7頁三、原則平衡常數(shù)（K)在液相反應(yīng)中把平衡濃度除以原則狀態(tài)下濃度；在氣相反應(yīng)中把平衡分壓除以原則壓強；使計算出原則平衡常數(shù)為一無量綱常數(shù)。在液相反應(yīng)Kc與Kθ在數(shù)值上相等，而在氣相反應(yīng)Kp普通不與其Kθ數(shù)值相等。無機化學第8頁第8頁四、平衡常數(shù)書寫注意事項（1）反應(yīng)方程式書寫不同，平衡常數(shù)值不同。如：273k時，反應(yīng)N2O4(g)=2NO2(g)平衡常數(shù)Kθ=0.36,則反應(yīng)2NO2(g)=N2O4(g)Kθ=1/0.36=2.78反應(yīng)NO2(g)=0.5N2O4(g)Kθ=(1/0.36)0.5=1.7（2）純液體、純固體參加反應(yīng)時，其濃度（或分壓）可認為是常數(shù)，均不寫進平衡常數(shù)表示式中。Fe3O4(s)+4H2(g)=3Fe(s)+4H2O(g)（3）K與溫度相關(guān)，但與反應(yīng)物濃度無關(guān)。K還取決于反應(yīng)物本性。無機化學第9頁第9頁五、化學反應(yīng)程度與平衡常數(shù)KK反應(yīng)了在給定溫度下，反應(yīng)程度。K值大，反應(yīng)容易進行。普通認為，（1）K10+7

自發(fā)，反應(yīng)徹底（2）K10-7

非自發(fā)，不能進行（3）10+7K10-7一定程度進行反應(yīng)程度受濃度、壓力、等條件影響。可通過試驗條件增進平衡移動。如何求K?（1）測定（2）熱力學計算無機化學第10頁第10頁六、原則平衡常數(shù)與化學反應(yīng)方向反應(yīng)商Q<Kθ

，正向進行Q>Kθ

，逆向進行Q=Kθ

，平衡狀態(tài)無機化學第11頁第11頁Q與K關(guān)系與反應(yīng)方向無機化學第12頁第12頁7.3平衡常數(shù)與Gibbs自由能變當體系處于平衡狀態(tài)時，ΔrGm=0,同時Q=KΘ，此時Q<Kθ時

ΔrGm<0正反應(yīng)自發(fā)進行Q=Kθ時

ΔrGm=0

反應(yīng)達到平衡,可逆反應(yīng)Q>Kθ時ΔrGm>0

逆反應(yīng)自發(fā)進行無機化學第13頁第13頁經(jīng)驗數(shù)據(jù)≤

-40kJ/molK≥10+7反應(yīng)自發(fā)、完全

≥

+40kJ/molK≤10–7反應(yīng)不也許-40

≤≤+4010–7≤K≤10+7

可通過改變條件來增進反應(yīng)進行無機化學第14頁第14頁7.4化學平衡移動條件改變使平衡態(tài)改變濃度壓力溫度無機化學第15頁第15頁一、濃度對化學平衡影響在恒溫條件下增長反應(yīng)物減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動；相反，減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動。無機化學第16頁第16頁二、壓力對化學反應(yīng)影響物質(zhì)狀態(tài)及其反應(yīng)前后量改變壓力影響固相可忽略液相可忽略氣相反應(yīng)前后計量系數(shù)相同無氣相反應(yīng)前后計量系數(shù)不相同有無機化學第17頁第17頁三、溫度對化學平衡影響濃度、壓力改變，平衡常數(shù)K不變；溫度改變，K改變。設(shè)T1時平衡常數(shù)為T2時平衡常數(shù)為兩式相減，得Van'tHoff方程式無機化學第18頁第18頁對Van‘tHoff方程式討論（1）當H<0(放熱反應(yīng))，T(T2T1),（2）當H>0(吸熱反應(yīng))，T(T2T1),即：升高溫度，平衡向吸熱方向移動降低溫度，平衡向放熱方向移動利用Van‘tHoff方程式：（1）已知H時，從T1、求T2時（2）求H（當已知不同溫度下值時）無機化學第19頁第19頁勒·夏特里