05 化学平衡
第五章化学平衡ppt课件
2NH3(aq) CO2 (g) H2O(l)
2
NH
4
(aq)
CO32
]
[NH3 ]2 p(CO2 )
该反应可以认为是由下面四个反应加和而成的。
2NH3(aq) 2H2O(l)
2
NH
4
(aq
)
2OH
(aq)
(a)
CO2 (g) H2O(l) H2CO3(aq)
2 0.000 0.000 0.200 0.094 0.094 0.012 0.016
3 0.100 0.100 0.100 0.177 0.177 0.023 0.017
可见，无论从正反应开始（实验1），还是从逆反 应开始（实验2），或者从H2、I2、HI的混合物开始 （实验3），尽管平衡时各物质的浓度不同，但生成 物浓度以方程式中化学计量系数为乘幂的乘积，除以 反应物浓度以方程式中化学计量系数的绝对值为乘幂 的乘积却是一常数。即
如 CaCO3 ( s )
CaO ( s ) + CO2 ( g )
Kp = pCO2 固相不写入。
Cr2O72 － ( aq ) + H2O ( l )
Kc
[CrO42 ]2[H [Cr 2O72 ]
]2
2 CrO4 2 － ( aq ) + 2 H+ ( aq )
H2O 为液相，不写入。
5.2.3 经验平衡常数 1.平衡常数与反应方程式
当反应处于平衡态时，rG 0 显然有
rG
RT ln aEe • aFf aBb • aDd
0
式中aB、aD、aE和aF均是平衡状态下的活度。
令
aEe • aFf aBb • aDd
化学平衡和平衡移动原理
平衡状态
1
化学平衡状态是指在一定条件下，可逆反应的正 反应速率等于逆反应速率，反应物和生成物的浓 度不再发生变化的状态。
2
在平衡状态下，正反应和逆反应的速率相等，但 不为零。此时，反应并未停止，而是以一定的速 度在动态平衡中持续进行。
通过检测环境中各种物质的化学平衡状态，可以评估环境质量，为环境保护提供科学依据。
化学平衡与生命过程
生物代谢
酶促反应
药物作用机制
生物体内的代谢过程涉及许多 化学平衡，这些平衡的维持对 于生物体的正常生理功能至关 重要。例如，酸碱平衡、离子 平衡等对于维持生物体内环境 的稳定具有重要作用。
酶促反应是生物体内化学反应 的重要部分，这些反应通常在 化学平衡状态下进行。通过研 究酶促反应的化学平衡，有助 于了解生物体的代谢过程和生 理功能。
02
平衡移动原理
勒夏特列原理
当改变影响平衡的条件时，平衡将向 着减弱这种改变的方向移动。
具体来说，如果改变温度、压力或浓 度等条件，平衡将向着使这些条件恢 复原状的方向移动。
平衡移动的方向
如果增加反应物的浓度，平衡将向着减少反应物浓度的方向 移动，即正向移动。
如果增加生成物的浓度，平衡将向着减少生成物浓度的方向 移动，即逆向移动。
化学平衡和平衡 移动原理
目录
• 化学平衡的基本概念 • 平衡移动原理 • 影响化学平衡的因素 • 化学平衡的应用 • 化学平衡的实验研究
01
化学平衡的基本概念
平衡常数
平衡常数是化学反应达到平衡状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比 值。它反映了化学反应在一定条件下的限度。
高中化学知识点—化学平衡
高中化学知识点—化学平衡化学平衡是研究化学反应过程中物质浓度或压力的动态平衡态的一个重要概念。
了解化学平衡的基本原理对理解化学反应的方向性以及影响化学平衡的因素至关重要。
一、化学平衡的定义化学平衡是指在封闭系统中，当化学反应达到动态平衡时，反应物的浓度（或气压）不再发生变化。
在化学平衡下，正向反应和逆向反应以相同的速率进行，但不一定是以相等的量进行。
这时，反应物和生成物的浓度之间的比值称为平衡常数（Kc）。
二、平衡常数的计算平衡常数（Kc）可以通过反应物和生成物浓度之间的比值来计算。
对于一般的反应：aA + bB = cC + dD，其平衡常数表达式为：Kc =[C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b，其中方括号表示物质的浓度。
三、平衡常数的意义平衡常数是描述化学反应的方向性的一个重要参数。
当Kc > 1时，平衡位置偏向生成物一侧，反向反应相对较弱；当Kc < 1时，平衡位置偏向反应物一侧，正向反应相对较弱；当Kc = 1时，正向反应和逆向反应的速率相等，平衡位置处于中性态。
四、化学平衡的影响因素1. 浓度变化：增加反应物浓度或减少生成物浓度会导致平衡位置向生成物一侧移动，反之亦然。
2. 压力变化：对于气相反应，增加总压力会导致平衡位置向物质摩尔数较少的一侧移动。
但如果反应物和生成物的摩尔数相等时，压力变化对平衡位置的影响较小。
3. 温度变化：增加温度会促进吸热反应，而减少温度会促进放热反应。
这是因为根据热力学第一定律，热量可以看作是一种能量，温度的变化会影响反应物和生成物之间的能量差。
4. 催化剂的作用：催化剂可以提高反应速率，但不改变反应的平衡位置。
五、Le Chatelier原理Le Chatelier原理是用来描述化学平衡系统对外界扰动的应对方式。
它表明，当一个封闭系统处于平衡态时，如果受到扰动，系统将会通过变化反应物和生成物的浓度以及平衡位置的移动来抵消这种扰动，以维持新的平衡态。
考点05 化学平衡状态 化学平衡常数 --2023-2024学年高二化学核心考点归纳与分层测试(人教
考点05 化学平衡状态 化学平衡常数【核心考点梳理】一、化学平衡状态 1．化学平衡状态的概念在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
2．化学平衡的特征化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变。
(1)逆：研究的对象是可逆反应。
(2)等：化学平衡的条件是v 正和v 逆相等。
(3)动：化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。
(4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一定值。
(5)变：若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。
二、化学平衡常数 1．浓度商对于一般的可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，在任意时刻的c p C ·c q Dc mA ·c n B称为浓度商，常用Q 表示。
2．化学平衡常数 (1)表达式对于一般的可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，平衡常数的表达式为K ＝c p C ·c q Dc m A ·c n B 。
(2)注意事项①化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。
①反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
①化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)，K ＝a 则有：2NH 3(g)N 2(g)＋3H 2(g)，K ′＝1a ；12N 2＋32H 2NH 3，K ″＝a 。
(3)意义K 越大→平衡体系中生成物所占的比例越大→正反应进行的程度越大→反应进行得越完全→平衡时反应物的转化率越大；反之，K 越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率就越小。
专题05化学平衡(教材深度精讲)-高二化学知识整合讲练(人教版2019选择性必修1)(原卷版)
专题05 化学平衡（教材深度精讲）【核心素养分析】1.变化观念与平衡思想：知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；认识化学变化有一定限度，是可以调控的，能多角度、动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。
2．证据推理与模型认知：建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素，建立模型。
能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3．科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能运用化学平衡原理对化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
【知识导图】【目标导航】高考命题在本专题有以下特点：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：(1)考查化学平衡的建立及化学平衡状态的特征及判断。
(2)结合化学反应速率或反应热，考查平衡移动的影响因素，及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断。
试题情境注重证据获取与证据分析的设问，注重思维逻辑的考查。
2．从命题思路上看，试题往往以新材料的开发利用、新科技的推广应用、污染的治理或废物利用等形式呈现，考查平衡建立、平衡移动、转化率等内容。
(1)选择题：结合化学反应机理、化学平衡图像或图表考查外界条件对化学平衡的影响，或与化学反应速率结合的综合应用。
(2)非选择题：以工业生产为背景，通过反应机理或浓度、转化率图像提供信息进行命题，主要考查外界条件改变引起的化学平衡移动、对工业生产条件的选择等。
【重难点精讲】一、化学平衡状态1、可逆反应1）可逆反应的判断：反应形式相反，反应条件相同2）可逆反应的特点（1）同步性：正逆反应同时进行（2）等同性：反应条件完全相同（3）共存性①反应不可能进行到底，即反应体系中反应物与生成物共存②各组分的浓度都大于零3）证明某反应为可逆反应（1）检验出某种生成物（2）检验量少的反应物是否有剩余2．化学平衡状态的建立（1）建立过程①反应开始时：反应物浓度最大，v（正）最大，生成物浓度为零，v（逆）为零②反应进行时：反应物浓度逐渐减少→v（正）逐渐减小，生成物浓度逐渐增大→v（逆）逐渐增大③达到平衡时：v（正）＝v（逆），反应混合物中各组分的浓度保持不变（2）v～t图像【名师提醒】化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。
物理化学 第五章 化学平衡.ppt
G
T
＜0；A＞0；ΔγGm＜0
.P
；反应正向进行；
G
T .P
=0； A=0；ΔγGm=0 ； 化学平衡
G
T .P
＞0；
A＜0；ΔγGm＞0；反应逆向进行；
2. 化学反应等温方程及平衡常数
对于理想气体反应
aAg+bBg
gGg+hHg
平衡转化率=某反应平衡时反应消耗原料的量/反应 开始投入原料的量×100%
产率=转化为指定产物的某反应物的量/该反应物的 原始量×100%
例1 已知反应
CO(g) H2O(g) H2 (g) CO2 (g)
在800℃时 K O 1
（1）若将等摩尔CO和H2O（g）在800℃反应。求平衡时CO的转化率和摩 尔分数。
ΔγGm=∑νBμB =gμG+hμH-aμA-bμB
gG hH aA bB
RT
ln
PG P
PA P
g
a
PH P
PB P
h
b
BB
RT
ln
PB P
B
令
Jp
PB P
4. 复相反应的平衡常数
对于复相反应 aA(g)+bB(l) hH(g)+gG(s)
∵l. s的化学势与P无关, μB(l或s)=μBθ
经推导, ∴ Kθ=∏(PB/Pθ)gνB 只与气体物质有关
1、Kθ与反应式写法有关。 反应式系数×2，平衡常数平方； 反应式系数÷2，平衡常数开方； 两反应式相加，平衡常数相乘； 两反应式相减，平衡常数相除；
化学平衡知识点
化学平衡知识点化学平衡是指化学反应中，反应物和生成物之间的浓度或者压力保持不变的状态。
在平衡态下，虽然反应物和生成物仍然发生反应，但是反应速率达到了一种动态的平衡，使得反应前后的物质总量保持不变。
化学平衡的基本特征有以下几点：首先，在达到平衡状态时，反应物的浓度或者压力会保持不变；其次，在平衡态下，正向反应和逆向反应的速率相等；最后，平衡态下，系统的各种宏观性质都保持不变，比如温度、压力等。
化学平衡的影响因素主要包括温度、浓度、压力和催化剂。
首先，温度的升高会增加平衡态下逆向反应的速率，导致生成物的浓度下降；而温度的降低则会使得正向反应的速率增加，生成物的浓度增加。
其次，浓度的变化实际上是由化学反应速率决定的，浓度增加有助于正向反应，而浓度减少则会导致逆向反应。
压力对平衡态的影响主要取决于反应物和生成物的气体分子数目之比，增加压力可以促使反应向气相中分子数较小的一方偏移。
最后，催化剂可以加速正向反应和逆向反应的速率，并且催化剂在化学反应中不发生永久性的变化。
利用平衡常数可以定量描述一个化学反应达到平衡时反应物和生成物的浓度或者压力之间的关系。
平衡常数K的大小与反应物和生成物的物质浓度或者气体压力之间的关系密切相关。
在一个由n个物质构成的平衡反应中，K的表达式可以用反应物和生成物浓度或者压力的乘积之比表示。
平衡常数K如果大于1，表示反应向生成物方向偏移；如果小于1，表示反应向反应物方向偏移。
化学平衡对于实际应用具有重要的意义。
例如，在工业生产中，化学平衡可以用于控制反应的进行和产物的合成；在环境保护方面，了解化学平衡可以用于控制污染物的生成和减少有害物质的排放。
此外，化学平衡也对于了解化学反应的本质和动力学过程具有重要的作用。
总之，化学平衡是化学反应动态平衡的一种状态，反应物和生成物之间的浓度或者压力在达到平衡态时保持不变。
化学平衡受到温度、浓度、压力和催化剂等因素的影响，利用平衡常数可以定量描述反应物和生成物之间的关系。
物理化学：05 化学平衡
B(T )
RT
ln
fB P
K
f
fG P
fD P
g
d
fH P
fE P
h
e
(2)液相反应
a) aA(l) bB(l) gG(l) hH(l)
如果参加反应的物质是构成理想溶液，物质的化学势
表示式：
B
B
RT
ln
B
代入
K
G g H h A a B b
如果参加反应的物质均溶于一溶剂中，而溶液为稀
2、用作判据
化学反应等温式主要用作判据。等温方程式可以判断
一个化学反应是否能自发进行。因为用 rGm 作判据，
在等温、等压、只作膨胀功（体积功）不作其它功的情况
下，如果一热力学过程的：
G 0 G 0 G 0
能自发进行 达平衡 反应不能自发进行
将此结论推广应用于任意一气相反应，则从 等温方程式可以看出：
平衡时：CaO(s) CO2 ( g ) CaCO3 (s) 0
对于凝聚相（液体或固体），其化学势随压力变化不
大，并且凝聚相均处于纯态不形成固溶体或溶液。则
CaO(s)
CaO( s )
CaCO3 (s)
CaCO3 (s)
CO2 ( g )
CO2 (T )
RT
ln
PCO2 P
P )
P2 SO3
P P 2
SO2
O2
(1/
(1/ P )2 P )2 (1/ P )
KP
1 P
2 ( 2 1)
KP
(P
B )B
B
PB P
B
B＝产物的系数和－反应物的系数和 B
K
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P
G 0 T , p
E
反应自发向左 进行,趋向平衡
0
e
1
Gibbs自由能和ξ的关系
5.1.2
以
化学反应的方向与限度
B B
B
B 为判据
反应物的化学势比生成物的高， 反应自发向右进行，趋向平衡 反应物的化学势与生成物的相等， 反应达到平衡 反应物的化学势比生成物的低， 反应自发向左进行，趋向平衡
等温、等压条件下
B
B
（dG）, p BdnB T
根据反应进度定义
d dnB
dnB = Bd
（dG）, p BdnB B Bd T
B B
B
代入上式,得
5.1.2
移项,得
化学反应的方向与限度
B B
（dG）, p BdnB B Bd T
m B
B
B
( r Gm )T , p
mB r G (T ) RT ln B m
m
( r Gm )T , p
cB r G (T ) RT ln B c
m
B
5.1.3
化学反应等温式
对于溶剂不参与反应的非理想稀溶液系统， 化学反应等温式为
5.1.3
化学反应等温式
2.理想液态混合物反应系统
已知该系统任一组分的化学势可近似表示为 B(l) (T , p) (T ) RT ln xB B(l)
（ 代入 r Gm）, p 的计算式 T
（r Gm）, p B B(l) B B(l) (T ) B RT ln xB T
G B B T , p B
(a)
当 1 mol 时： （r Gm）, p B B T
B
(b)
• (a)和(b)两个公式完全等效 • 适用于等温、等压、不做非膨胀功的封闭系统
G T , p
B B
B
（rGm）, p T
B
B
B
（ r Gm）, p rG (T ) RT ln xB T
m B
B
5.1.3
化学反应等温式
如果是非理想液态混合物反应系统 只要将相对活度代替浓度，化学反应等温 式有相似的形式
B （ r Gm）, p r Gm (T ) RT ln a ,B T x B
化学反应等温式
1.理想气体混合物反应系统 已知该系统任一组分的化学势表示式为 代入 （r Gm）, p T
B
pB B (T , p) (T ) RT ln p
B
B
B
B
的计算式
B
B （r Gm）, p B B B B (T ) B RT ln p T B
三个判据 完全等效
5.1.2
化学反应的方向与限度
G
R
G <0 T , p
G >0 T , p
以 G 为判据 T , p
G < 0 反应自发向右进 T , p 行，趋向平衡
G 0 反应达到平衡 T , p G >0 T , p
B B
B < 0
BB 0 B B > 0
B
5.1.2
化学反应的方向与限度
以（r Gm）, p 为判据 T
（rGm）, p < 0 T （rGm）, p 0 T （rGm）, p > 0 T
反应自发向右进行，趋向平衡 反应达到平衡 反应自发向左进行，趋向平衡
5.1.3
第五章 化学平衡
5.1 化学反应的等温式 5.2 标准平衡常数 5.3 标准平衡常数的测定与计算
5.4 各种因素对化学平衡的影响
本章作业：
P168思考题9；习题6、11、15
5.1
化学反应的等温式
1. 化学反应概述 2. 化学反应的方向与限度 3. 化学反应等温式
5.1.1
1. 封闭系统
化学反应概述
只能用 （rGm）, p 来判断反应的方向和限度 T
r Gm (T ) 来判断反应的方向和限度，除 不能用
非系统都处于标准态。
当 r Gm (T ) 是一个绝对值较大的负数时，基本 上决定了 （ r Gm）, p 的正、负号，可近似用来 T 判断反应的方向和限度。
可以用
r Gm (T ) 来估算一下反应的方向和限度。
若已知或计算出
B
r Gm (T )
x B 根据反应求出 B
或
B a ,B x
B
就可计算
（ r Gm）, p T
用来判断反应的方向和限度来自5.1.3化学反应等温式
3.对于溶剂不参与反应的理想稀溶液系统:
( r Gm )T , p r G (T ) RT ln xB
pB B B (T ) RT ln B B p
B
p
令
B
B
(T ) r G (T )
B m
pB p Q p B
B
5.1.3
代入,得
r Gm (T )
化学反应等温式
m
（ r Gm）, p r G (T ) RT ln Qp T
称为化学反应的标准摩尔Gibbs自由能 变化值 与标准化学势一样,仅是温度的函数 称为压力商,由参与反应的气体的压 力决定
Qp
化学反应等温式的用处： 若已知 r Gm (T ) 和 Q p ,就可以计算（rGm）, p , T 来判断反应的方向和限度。
5.1.3
化学反应等温式
（ r Gm）, p r Gm (T ) RT ln Qp T
本章研究的化学反应系统的特点 2. 不做非膨胀功 3. 任何一个化学反应已配平，即 化学平衡的特征和微观特点 1. 参与反应的各物质的量不再随时间而改变 2. 正向反应速率等于逆向反应速率 3. 动态平衡
0 B B
B
5.1.2
化学反应的方向与限度
根据多组分系统的热力学基本方程
dG SdT Vdp BdnB