化学平衡的标志和特征.ppt

化学平衡状态,就是在一定条件下可逆反应里,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变的状态。
1、定义:
强调四点
条件:一定条件(温度、浓度与压强)
本质:正反应速率=逆反应速率
现象:各组分百分含量(或质量)、浓度(或体积分数)等保持不变
对象:可逆反应
(一)化学平衡状态的概念与特征
正反应速率
逆反应速率
相等
时间
速率
“特征量一定,达到平衡”
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2、化学平衡状态的特征
(2)动:动态平衡(正逆反应仍在进行)
(3)等:正反应速率=逆反应速率≠0
(4)定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,各组分的百分含量一定.
(5)变:条件变化,化学平衡状态将被破坏,直到在新的条件下建立新的平衡。
(1)逆:研究对象可逆反应。
同:条件相同,某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始,最终均可达到同一平衡状态。
(对同一物质而言)
(各种物质)
(等效平衡)
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:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数,这个常数称是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K表示。由于该常数是以浓度幂之积的比值表示,故又称浓度平衡常数,用K表示。
(二)化学平衡常数与转化率
对于反应: mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
平衡常数的数学表达式 K =
:
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1)如果反应中有固体和纯液体参加,它们的浓度不应写在平衡关系式中,因为它们的浓度是固定不变的,化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
如:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)
注意:书写平衡常数关系式的规则
K=c(CO2)
K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)]
再如: 稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中,如:Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+
K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)
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例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g)
K1 =  10 5
1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g)
K2 =  10 2
  K1  K2 , K1 = K22
2)同一化学反应,可以用不同的化学反应式来表示,用不同的化学反应方程式表示时,其对的平衡常数的表达式亦不同,但它们之间相互关联。
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3)多重平衡规则:若干方程式相加(减),则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)
例题: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2


2NO2 (g) N2O4


2NO (g) +O2(g) N2O4 (g)
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(1)平衡常数K与温度有关,与浓度无关,由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。若正反应是吸热反应,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应,升高温度,K 减少;
例如:不同温度时,反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g),的浓度平衡常数与温度的关系如下:
△
温度
623K
698K
763K
平衡常数
66 .9


通过改变温度,平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的正方向是放热反应.
3、影响平衡常数的因素及平衡常数的意义
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(2)平衡常数K值的大小,可推断反应进行的程度。
K 值越大,表示反应进行的程度越大,反应物的转化率越大;K 值越小,表示反应进行的程度越小,反应物的转化率越小。
(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说,反应的平衡常数K≥105,认为正反应进行得基本完全;K ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全)。
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达到平衡后各物质的浓度变化关系,在计算中注意。
(2)生成物:平衡浓度=初始浓度+转化浓度
生成物D: c平(D) = c0(D) +△c(D)
(3)各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d
(1)反应物:平衡浓度=初始浓度-转化浓度;
反应物A: c平(A)=c0(A) - △c(A)
4、有关化学平衡常数的计算
对于反应: aA + + dD
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例:在某温度下,将H2(g)和I2(g),充分反应达到平衡时,测得c(H2)=,求:
(1)反应的平衡常数
(2)其它条件不变,充入的H2(g)和I2(g)