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1、化学反应的限度化学平衡 4.2.1 化学平衡一、可逆反应在同一条件下，既能向正反应方向进行，也能 向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。Fe3O4(s) + 4CO(g) 3Fe(s) + 4CO2(g)化学平衡的特点： (前提)只有在恒温下， 封闭体系中进行的可逆反 应才能建立化学平衡； (条件)正、逆反应速度 相等； (标志)达到平衡时各物 质的浓度都不再随时间改 变； (特征)化学平衡是有条 件的动态平衡；二、化学平衡反 应 速 度 v时间t正逆正=逆化学平衡N2O4(无色)2NO2(红棕色)4.2.2 平衡常数（化学平衡定律） 1、浓度平衡常数对于反应: aA + bB gG + dD
2、在一定温度下达到平衡时，反应物和产物的平 衡浓度有如下关系。Kc称为浓度平衡常数可表示为：在一定温度下，某个可逆反应 达到平衡时、产物浓度系数次方的乘积与反应 物浓度系数次方的乘积之比是一个常数。这个 关系称为化学平衡定律。2、压力平衡常数反应物中有气体参加反应，气体可用分压 （Pi)来代替浓度写在平衡常数表达式中,得到 的平衡常数称压力平衡常数（KP）。问题一、平衡常数的单位？3、标准平衡常数 对溶液中进行的反应：（无单位）aA(aq) +bB (aq) = cC (aq) + dD (aq) C=1 molL-1 （标准浓度） 对于气相反应： （无单位） aA(g) +bB (g) = c
3、C (g) + dD (g) (3)若反应体系中同时又气体物质和溶液存在，怎么办？4、平衡常数的意义和运用时应该注意的地方（1） 平衡常数是在一定温度下处于平衡态的产物浓度系数指数乘积与反应物浓度系数指数乘积的比值，K越大,正反应越完全。（2） K 表达式中各物质的分压（或浓度）是平衡时的分压（或浓度），不是起始的分压（或浓度） ，也不是过程的分压（或浓度） 。（3） K表达式与反应历程无关，但与反应式中系数有关，即 K 的大小与反应式写法有关。 化学平衡的基本概念：前提可逆反应；条件正、逆反应速度相等；标志各物质的浓度都不再随时间改变；特征动态平衡。2、化学平衡定律标准平衡常数K(K的物理意
4、义？)水溶液中的反应：aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+dD(aq)C：标准浓度=1molL-1气相反应： aA(g)+bB(g)gG(g)+dD(g)p：标准压力=100kpa（3）多重平衡规则例如： SO2(g) + CO2(g) = SO3(g) + CO(g) (1) SO2(g) + 1/2O2(g) = SO3(g) (2) CO2(g) = CO(g) + 1/2O2(g) (3) (3)式和(1)式、（2）式有何关系？ 式（3） =式（1）- 式（2） K3 = K1 / K2结论：如果某一反应可以表示为两个或更多个反应的和（或差），则总反应的平衡常数就等于各步反应平衡常
5、数的乘积。（注意：和rHm 不同！）3 有关化学平衡定律和平衡常数 平衡常数是在一定温度下处于平衡态的产物浓度系数指数乘积与反应物浓度系数指数乘积的比值，K越大,正反应越完全。 平衡常数与温度及书写方式有关，而与浓度、压力无关。 平衡常数表达式中，固体、纯液体或稀溶液的溶剂的“浓度项”不必列出。 化学反应方程式相加减，则平衡常数相乘除。(4) 有关平衡常数的计算：例1：硫氢化铵的分解反应如下：NH4HS(s) = H2S(g) + NH3(g)若在某温度时，把固体NH4HS置于真空容器中使其分解，达到平衡时容器中气体总压力为6.00kpa ，求反应的平衡常数。 例2：将1.00mol SO2和
6、 1.00mol O2的混合物在630和100kpa下，缓慢地通过V2O5，使转化为 SO3，反应式为：2SO2 (g)+ O2 (g) = 2 SO3 (g)达到平衡时，冷却所得的平衡混合物加以分析，测的剩余的O2为 0.615mol，试求 Ko。 解题思路： 求 Ko=?求 pi =? 求 xi =? 求 ni解： 2SO2 (g)+ O2 (g) = 2 SO3 (g)初始物质的量/mol 1.00 1.00变化物质的量/mol -0.77 -0.385 0.77平衡物质的量/mol 0.615 0.23 0.77 nT=1.615平衡分压/100 0.23/1.615 0.615/1.
7、615 0.77/1.6154.2.3化学反应等温方程式 对于气相反应 aA(g) + bB(g) = gG(g) + dD(g)由热力学可导出：达到平衡时，G = 0使用化学反应等温方程式必须注意：(4)G 的单位是kJmol-1,而R的单位是Jmol-1 K-1非平衡时，称为反应商，用符号Q表示。 G= -RT lnKo+ RT lnQ该式称为化学反应等温方程式。用Ko和Q进行比较判断化学反应的方向。Q Ko 时， G 0 反应逆方向进行。 4.2.4 化学平衡的移动 一、 浓度对化学平衡的影响aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+dD(aq)在其它条件不变的情况下，增加反应物的浓度，使
8、 CACA，且CA CA，此时有：结论：增加反应物（或减少生成物）的浓度，平衡朝生成 物方向(正向)移动；减少反应物（或增加生成物）的浓度，平衡朝反应 物方向(逆向)移动；二、 压力对化学平衡的影响aA(g)+bB(g)gG(g)+dD(g) 在其它条件不变的情况下， 增加体系总压力，使pApA， pA= pA， pA pA ，1 此时有 ：当(d+g)(a+b)时：Q K 平衡逆向移动，即朝气体分子 数减少的方向移动，当(d+g)(a+b)时：Q K 平衡正向移动，还朝气体分子 数减少的方向移动，结论：增加体系的总压力，平衡朝气体分子数减少的方向 移动；反之：减少体系的总压力，平衡朝气体分子
9、数增加的方向 移动。三、 温度对化学平衡的影响 升高温度，使平衡向吸热方向移动；降低温度，使平衡向放热方向移动。温度使化学平衡常数发生变化：两式相减得：平衡移动的总规律(勒夏特里原理)：如果改变平衡系统的条件之一（例如，浓度、压力或温度），平衡就向能减弱这个改变的方向移动。 化学反应速率与化学平衡的应用1、二氧化硫的氧化SO2(g) + 1/2 O2(g) = SO3(g) rHm = -98.66kJmol-1二氧化硫平衡转化率与温度的关系温度 / C 400450500550600平衡转转化率 / % 99.297.5 93.5 85.673.7二氧化硫平衡转化率与压力的关系压压力 / k
10、pa 101.3 503.510132633 5035 10130平衡转转化率 / % 97.5 98.999.299.599.699.7不同组成的原料气的SO3平衡转化率（500C）原料气的组组成 /SO3的平衡 转转化率 / %SO2O2N25.013.981.195.06.012.481.694.37.011.082.093.58.09.682.492.99.08.282.891.62、人工合成金刚石C石墨 = C金刚石 rGm = 2.895kJmol-1压力P/GPs5003500194.5T/K金刚石石墨1.硫氢化铵的分解反应如下：NH4HS(s) = H2S(g) + NH3(g
11、)若在某温度时，把固体NH4HS置于真空容器中使 其分解，达到平衡时容器中气体总压力为6.67kpa 。求在平衡混合物中加入NH3，使其分压为107kpa ，此时H2S的分压为若干？容器的总压力为若干？ 2.在330，下列反应在10L密闭容器中进行：2NO(g) + Cl2(g) = 2NOCl(g)如果开始时用1.00molNO，0.67mol Cl2和1.67mol NOCl，反应达到平衡时，有2.04mol NOCl存在， 求该反应的Ko。3. 298K，下述反应：2H2O2(g) = 2H2O(g) + O2(g) 的H0为-210.9kJmol-1, S0为131.8Jmol-1K-1。试 计算该反应在25和100时的Ko。4. 在25和100kpa下，反应：N2O4(g) = 2NO2(g)建立平衡时，测的混合气体的密度为3.176gL-1,试计算：(1) 此反应的Ko。(2) 25，200kpa下N2O4的的转化率。
