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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,化學(xué)平衡,(,Chemical Equilibrium,),一,.,化學(xué)反應(yīng)的可逆性(,Reversibility,),和可逆反應(yīng)(,Reversible reactions,),絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都有一定可逆性:,例如,:CO(g)+H,2,O(g)CO,2,(g)+H,2,(g)(,水煤氣,),可逆性顯著,N,2,(g)+3 H,2,(g),2 NH,3,(g),可逆性顯著,Ag,+,(,aq,)+,Cl,-,(,aq,),A
2、gCl,(s),可逆程度小,只有極少數(shù)反應(yīng)是“不可逆的”(單向反應(yīng)):,例如:,2 KClO,3,(s)=2,KCl(s,)+3 O,2,(g),可逆反應(yīng),在同一條件(溫度、壓力、濃度等)下,能同時向兩個相反方向進(jìn)行的反應(yīng)。,無機(jī)化學(xué)“可逆反應(yīng)”,熱力學(xué)“可逆過程”,(無機(jī)化學(xué)“可逆反應(yīng)”多,數(shù),為熱力學(xué)“不可逆過程”),二、化學(xué)平衡的概念,(一)定義,可逆反應(yīng)在一定條件下,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率時,反應(yīng)體系所處的狀態(tài),稱為“化學(xué)平衡”。,例,1,:,H,2,O,(g),+,CO,(g,),H,2(g),+CO,2(g),H,2,O,(g),+,CO,(g,),H,2(g),+CO,2(g)
3、,二、化學(xué)平衡的概念(續(xù)),例,2,:,N,2,O,4,(g),2 NO,2,(g),無色 紅棕色,在,373 K,恒溫槽中反應(yīng)一段時間后,反應(yīng)混合物顏色不再變化,顯示已達(dá)平衡,測得平衡時,N,2,O,4,、,NO,2,濃度(見下表)。,次序 起始濃度 濃度變化 平衡濃度,NO,2,2,/N,2,O,4,/moldm,-3,/moldm,-3,/moldm,-3,1,從反應(yīng),N,2,O,4,0.100 -0.060 0.040 0.36,物開始,NO,2,0 +0.120 0.120,2,從產(chǎn)物,N,2,O,4,0 +0.014 0.014 0.37,開始,NO,2,0.100 -0.028
4、0.072,3,從反應(yīng)混,N,2,O,4,0.100 -0.030 0.072 0.37,合物開始,NO,2,0.100 +0.060 0.160,二、化學(xué)平衡的概念(續(xù)),平衡時,NO,2,2,/N,2,O,4,不變,,即達(dá)到一個“常數(shù)”,稱為“平衡常數(shù)”(,K,)。,N,2,O,4,(g),2 NO,2,(g),K,=,NO,2,2,/N,2,O,4,=0.37,(,373 K,),(,二)平衡常數(shù)(,Equilibrium constants,),1.,定義:在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時,產(chǎn)物濃度的方程式計量系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度計量系數(shù)次方的乘積之比,為一常數(shù),稱為“平衡常數(shù)”
5、。,符號:,K,。,這一規(guī)律稱為“化學(xué)平衡定律”。,(二)平衡常數(shù)(續(xù)),2.,平衡常數(shù)的意義,表示在一定條件下,可逆反應(yīng)所能進(jìn)行的極限。,K,,,正反應(yīng)徹底,。,通常:,K,10,7,,,正反應(yīng)單向,K,K,r,逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,平衡向氣體分子總數(shù)增加的方向移動,以消除總壓力降低的影響。,3-3,化學(xué)平衡的移動(續(xù)),三、溫度對化學(xué)平衡的影響,把,vant,Hoff,等溫式與吉布斯一赫姆霍茲方程結(jié)合來討論。,封閉體系,熱力學(xué)平衡常數(shù),K,r,(,或,K,),只是溫度,T,的函數(shù)。,推導(dǎo),K,r,與,T,的關(guān)系,:,3-3,化學(xué)平衡的移動(續(xù)),由,標(biāo)態(tài)下,vant,Hoff,等溫式,G,=-R
6、,T,ln,K,r,(,封閉體系、等溫、不做非體積功,),標(biāo)態(tài)下吉一赫方程為:,G,=,H,-,T,S,(,封閉體系、等溫、不做非體積功,),代入上式 得,,H,-,T,S,=-,R,T,ln,K,r,ln,K,r,=,(-,H,/,R,T,)+(,S,/,R),(,3-10,),(,3-10,),式稱為,vant,Hoff,方程,.,3-3,化學(xué)平衡的移動(續(xù)),T,不大,無相變:,H,T,H,298,S,T,S,298,ln,K,1,r,=,(-,H,/,R,T,1,)+(,S,/,R),(,1,),ln,K,2,r,=,(-,H,/,R,T,2,)+(,S,/,R),(,2,),(,2,
7、),-,(,1,):,ln(,K,2,r,/,K,1,r,),=(,H,/,R)(,T,2,-,T,1,)/(,T,2,T,1,),(3-11),3-3,化學(xué)平衡的移動(續(xù)),ln,(,K,2,r,/,K,1,r,),=(,H,/,R)(,T,2,-,T,1,)/(,T,2,T,1,),H,0,吸熱,T,2,T,1,:,K,2,r,K,1,r,H,0,放熱,T,2,T,1,:,K,2,r,K,1,r,溫度,(,T,2,T,1,),平衡向吸熱反應(yīng)方向,移動,且,K,r,改變:正反應(yīng),吸熱:,K,2,r,K,1,r,;,正反應(yīng),放熱:,K,2,r,K,1,r,.,溫度,(,T,2,T,1,),平衡
8、向放熱反應(yīng)方向,移動,且,K,r,改變:正反應(yīng),放熱:,K,2,r,K,1,r,;,正反應(yīng),吸熱:,K,2,r,K,1,r,.,3-3,化學(xué)平衡的移(續(xù)),例:,N,2(g),+3 H,2(g),=2 NH,3(g),H,=-92.2 kJ.mol,-1,(,放熱,),T,1,=298 K,,,K,p,1,=6.210,5,T,2,=473 K,,,K,p2,=6.210,-1,T,3,=673 K,,,K,p,3,=6.010,-4,即:,T,,平衡向吸熱反應(yīng)(逆反應(yīng))的方向移動,且,K,。,或:,T,,,平衡向放熱反應(yīng)(正反應(yīng))的方向移動,且,K,;,3-3,化學(xué)平衡的移動(續(xù)),求,H,
9、和,S,值,:,由(,3-10,)式(教科書,P.63,,,4-23,式),:,lg,K,r,=,(-,H,/,2.303R,T,)+(,S,/,2.303R),在不同溫度(,T,)下測定,K,r,數(shù)值,,作出,lg,K,r,(1,/T,),圖(教科書,P.63,,圖,4-1,)。,斜率:,(-,H,/2.303R),截距:,(,S,/2.303R),可求出熱力學(xué)函數(shù),H,和,S,值。,3-3,化學(xué)平衡的移動(續(xù)),一、濃度對化學(xué)平衡的影響,提高物反應(yīng)物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移,但,K,r,不變,。,二、壓力對化學(xué)平衡的影響,提高總壓力,平衡向氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng)方向移動,但,K,r,不變,
10、。,三、溫度對化學(xué)平衡的影響,溫度,,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,,且,K,r,改變,。,3-3,化學(xué)平衡的移動(續(xù)),小結(jié):濃度、壓力、溫度對平衡的影響,Le-,Chateliers,Principle,(,勒一夏特里原理)。,對于已達(dá)平衡的體系,若改變平衡體系的條件(濃度、壓力、溫度)之一,平衡將向解除這一改變的方向移動。,四、催化劑,使用(正)催化劑能同等程度地提高正、逆反應(yīng)的速率,縮短達(dá)到平衡所需時間,但不能使平衡移動,也不會改變平衡常數(shù)值,。,第,3,章作業(yè),教材,p.65 67:,5,6,8,11,13,15,16,24,第,15,題補(bǔ)充數(shù)據(jù):,SO,2,Cl,2,(l),:,f,G,m,=,-313.5 kJ,mol,-1,f,H,m,=,-388.74 kJ,mol,-1,