第四节化学平衡？化学反应的可逆性与化学平衡？平衡常数？化学平衡移动？化学平衡计算举例

普通化学第一章 第四节化学平衡？化学反应的可逆性与化学平衡？平衡常数？化学平衡移动？化学平衡计算举例

一、化学反应的可逆性与化学平衡 1、什么是“化学反应的可逆性”？ CO + H2O  CO2 + H2 也可以： CO2 + H2  CO + H2O 合起来写： CO + H2O CO2 + H2 ——既能正向进行，又能逆向进行的反应，叫“可逆反应”。化学反应的这种性质，称为化学反应的“可逆性”。 *几乎所有的化学反应都是可逆的。所不同的只是程度上的差别，有的可逆程度大些（如上例），有的可逆程度小些（例如：Ag+ + Cl- = AgCl)。很少有化学反应能“进行到底”，已知进行得“最完全”的化学反应是： 2 KClO3 = 2 KCl + O2

2、什么是化学平衡？ ——所谓化学平衡，指的是这样一种状态，此时： 正向反应的速度与逆向反应的速度相等 参与反应的物质的浓度保持一定 动态的平衡，而非化学反应停止化学反应的可逆性的定量表征：平衡常数

二、平衡常数 1、什么是“平衡常数”？对于一个特定化学反应 aA + bB dD + eE 当反应达到平衡状态，有rGm(T) = 0 即：其中：pA、pB、pD、pE是指在平衡时的分压 , , , ,

对上式进行变换： 令：则有：此式给出了平衡常数与热力学状态函数之间的关系。

如果是溶液中的反应，可依此类推： 令：则有：

 平衡常数反应了某一个化学反应进行完全的程度，数值越大，说明反应进行得越完全。  平衡常数可由实验的方法测定。即：当反应达到平衡后，分别测出各反应物质的分压（或浓度），再计算出平衡常数的数值。  在同一温度下，平衡常数的数值，不随压力（浓度）的变化而改变，是一个定值（常数）。  平衡常数与反应的标准摩尔吉布斯自由能相关，是化学反应的热力学性质之一。注意要点：

2、平衡常数与温度的关系

3、平衡常数与化学反应的方向——反应商判据3、平衡常数与化学反应的方向——反应商判据从范特霍夫等温式可得出恒温恒压、任意状态下的计算公式： rGm＝rGm＋RT lnJ 当反应达到化学平衡时，反应平衡常数 K 与标准吉布斯自由能变有如下关系： rGm ＝ - RT ln K （因为： 0＝rGm ＋RTln K ）两式合并： rGm＝ - RT ln K ＋RT lnJ 或： rGm＝ - RT ln 由此得出化学反应反应商判据：若J< K , 则 rGm <0 反应正向进行若J = K ，则 rGm＝0 平衡状态若Q> K ，则 rGm >0 反应逆向进行 K  J

三、化学平衡移动 1、什么是“化学平衡移动”？化学平衡是一个相对的、有条件的状态。一旦平衡的条件发生了变化，“平衡”就被打破，化学反应就要向某个方向进行，然后在这一新的条件下重新达到平衡。这种由于平衡条件的变化，旧的平衡打破，新的平衡建立的过程，就称做“化学平衡移动”。

2、影响化学平衡的因素 影响化学平衡的因素主要有：浓度、压力、温度。

浓度的影响： 增加反应物浓度、减小生成物浓度，平衡向正反应方向进行。减小反应物浓度、增加生成物浓度，平衡向负反应方向进行。 aA + bB dD + eE

压力的影响： 对于有气态物质参加的反应，增加反应体系的总压力，平衡向气态分子数减少的反应方向移动；降低总压力，平衡向气态分子数增加的反应方向移动。如果反应前后气体分子的总数不变，则总压力的变化，对化学平衡没有影响。气态分子总数增加的反应：CaCO3 = CaO + CO2 气态分子总数不变的反应：CO + H2O = CO2 + H2

温度的影响： 温度升高，平衡向吸热（H > 0)的反应方向移动；温度降低，平衡向放热（H < 0)的反应方向移动。例如： 2 NO (g) + O2 (g) = 2 NO (g) rHm = - 114 kJ/mol

3、吕.查德里原理（Le Chatelier’s Principle) ——平衡移动的一般规律当体系达到平衡后，如果改变体系的平衡条件之一（如：温度、压力、浓度等），平衡就向着减弱这个改变的方向移动。 A system in equilibrium that is subjected to a stress will react in a way that tends to counteract the stress. 吕.查德里原理的应用：预测化学平衡移动的方向

四、有关化学平衡的计算 1、多步反应的平衡常数平衡常数是化学反应的热力学性质，因此只要化学反应方程式相同，平衡常数与反应的过程、步骤无关。反应式相加，平衡关系式相乘。例如：P29 2、平衡常数与平衡转化率之间的关系 P30：例1-5、例1-6、例1-7

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