化学平衡市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,无机化学,*,第七章 化学平衡,7.2 平衡常数,7.3 平衡常数与,Gibbs,自由能变,7.4 化学平衡移动,7.1 化学反应可逆性和化学平衡,无机化学,第1页,第1页,7.1 化学反应可逆性和化学平衡,Fe,2,O,3,(s)+3 CO(g)=2 Fe(s)+3 CO,2,(g),炼一吨,Fe,需多少焦炭（,C）？,C(s)+0.5 O,2,(g)=CO(g),是否所有,C(s),能转化成,CO(g)，,所有,Fe,2,O,3,(s),和,CO,能所有转化成,Fe(s),和,CO,2,(g)？,答案：,否！,可逆反应，动态平衡（,G=0）,正向反应速率 =逆向反应速率,平衡常数以及平衡移动,无机化学,第2页,第2页,化学平衡特点,动态平衡,浓度,速率,时间,A B,k,f,k,r,无机化学,第3页,第3页,7.2 平衡常数,可逆反应：,aA+bB=cC+dD,若均为气体，且在温度为,T(K),时达到平衡：,一、经验平衡常数,其中，,P,A,等为平衡分压，,Kp,为压力平衡常数,若在溶液中，平衡时浓度分别为,A,Kc,为浓度平衡常数,Kp、Kc,可由试验测定，称之为经验平衡常数,无机化学,第4页,第4页,例:,H,2,(g)+I,2,(g)=2 HI(g),注：（）中为起始浓度；中为平衡浓度。,在一定温度下，,Kc,为常数,测定平衡时各组分浓度（或分压），通过平衡常数表示式，可求出,K.,无机化学,第5页,第5页,N,2,(g)+3 H,2,(g)2NH,3,(g),NH,3,合成,NH,3,分解,在一定温度下，,Kc,相同，但平衡浓度不一定相同。,无机化学,第6页,第6页,二、平衡转化率,化学反应达到平衡状态时，体系中各物质浓度不再随时间而改变，这时反应物已最大程度地转变为生成物。,利用平衡转化率来标志化学反应在某个详细条件下完毕程度。,反应转化率是指已转化为生成物部分占该反应物起始总量百分比。,无机化学,第7页,第7页,三、原则平衡常数,（,K,),在液相反应中把平衡浓度除以原则状态下浓度；在气相反应中把平衡分压除以原则压强；使计算出原则平衡常数为一无量纲常数。,在液相反应,K,c,与,K,在数值上相等，而在气相反应,K,p,普通不与其,K,数值相等。,无机化学,第8页,第8页,四、平衡常数书写注意事项,（1）反应方程式书写不同，平衡常数值不同。,如：273 k 时，反应 N2O4(g)=2NO2(g),平衡常数 K=0.36,则,反应 2NO2(g)=N2O4(g)K=1/0.36=2.78,反应 NO2(g)=0.5 N2O4(g)K=(1/0.36)0.5=1.7,（2）纯液体、纯固体参加反应时，其浓度（或分压）可认为是常数，均不写进平衡常数表示式中。,Fe3O4(s)+4 H2(g)=3 Fe(s)+4 H2O(g),（3）K 与温度相关，但与反应物浓度无关。,K 还取决于反应物本性。,无机化学,第9页,第9页,五、化学反应程度与平衡常数K,K,反应了在给定温度下，反应程度,。,K,值大，反应容易进行。,普通认为，,（1）,K 10,+7,自发，反应彻底,（2）,K 10,-7,非自发，不能进行,（3）10,+7,K 10,-7,一定程度进行,反应程度受浓度、压力、等条件影响。可通过试验条件增进平衡移动。,如何求,K?,（1）,测定,（2）热力学计算,无机化学,第10页,第10页,六、原则平衡常数与化学反应方向,反应商,Q K,，,逆向进行,Q=K,，,平衡状态,无机化学,第11页,第11页,Q,与,K关系与反应方向,无机化学,第12页,第12页,7.3 平衡常数与Gibbs自由能变,当体系处于平衡状态时，,r,G,m,=0,同时,Q=K,，,此时,Q K,时,r,G,m,K,时,r,G,m,0,逆反应自发进行,无机化学,第13页,第13页,经验数据,-40,kJ/mol K 10,+7,反应自发、完全,+40,kJ/mol K 10,7,反应不也许,-40,+40 10,7,K 10,+,7,可通过改,变条件 来增进反应进行,无机化学,第14页,第14页,7.4 化学平衡移动,条件改变使平衡态改变,浓度,压力,温度,无机化学,第15页,第15页,一、浓度对化学平衡影响,在恒温条件下增长反应物减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；相反，减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。,无机化学,第16页,第16页,二、压力对化学反应影响,物质状态,及其反应前后量改变,压力影响,固相,可忽略,液相,可忽略,气相,反应前后计量系数,相同,无,气相,反应前后计量系数,不相同,有,无机化学,第17页,第17页,三、温度对化学平衡影响,浓度、压力改变，平衡常数,K,不变,；温度改变，,K,改变,。,设,T,1,时平衡常数为,T,2,时平衡常数为,两式相减，得,Van,t Hoff,方程式,无机化学,第18页,第18页,对,Van,t Hoff,方程式讨论,（1）当 H 0(吸热反应)，T (T2 T1),即：升高温度，平衡向吸热方向移动,降低温度，平衡向放热方向移动,利用Vant Hoff 方程式：,（1）已知 H 时，从 T1、求T2 时,（2）求 H（当已知不同温度下 值时）,无机化学,第19页,第19页,勒 夏特里（,Le Chatelier),原理：,改变平衡体系外界条件时，平衡向着削弱这一改变方向移动。（也称为化学平衡移动原理）。,浓度：,增长反应物浓度，平衡向生成物方向移动；,压力,：增长压力，平衡向气体计量系数减小方向移动；,温度,：升高温度，平衡向吸热方向移动。,无机化学,第20页,第20页,