第二章 化学平衡.

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在平衡状态下有：
K
p
e G
q/ppe A源自q/pgp
e D
q/p
a
p
e
B
q/p
d b
K是量纲为1的量。K=ΠB(pBeq/p)νB
ln K r Gm RT
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对于反应: aA(aq)+bB(aq)
gG(aq)+dD(aq)
热力学等温方程式：ΔrGm=ΔrGmθ+RTlnQ
温度。若未注明，指T=298.15K。
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对反应 a A (g)+ b B(aq) +cC(s) = xX(g) + yY (aq) + zZ(l)
K1
(T )
{
p
eq X
{
p
eq A
/ /
p p
}x }a
{ceq (Y ) / c }y {ceq (B) / c }b
2a A (g)+ 2b B(aq) +2cC(s) = 2xX(g) + 2yY (aq) + 2zZ(l)
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2 化学平衡：可逆反应进行到一定程度时，系 统中反应物与生成物的浓度或压力不再随时间 而改变，反应似乎已“停止”。系统的这种表 面上静止的状态叫做化学平衡状态。
化学平衡的基本特征： (1)在适宜的条件下，可逆反应可以达到平衡状态；
(2)化学平衡是动态平衡,微观上正逆反应速率相等；
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2 有关标准平衡常数表达式的几点说明
1) 各物种均以各自的标准态为参考态。气态物质以相对 分压pieq/pθ表示，溶液以相对浓度cieq/cθ表示,平衡常数表 达式中不出现纯固体和纯液体的浓度项；
2)各指数必须与配平了的化学反应方程式中该物种化学 式的系数相同；
3) Kθ 是量纲为1的量； 4)平衡式中各数值必须是平衡时的数值； 5）Kθ~方程式； 6）Kθ与T有关，不随分压、浓度而变，故必须注明反应
物质的量之比=方程式中各物质前系数之比 nA :nB=a:
恒温恒容： nA :nB = cA:cB= pA:pB= a:b
b
（3）设未知数。
恒温恒容：n,c,p 恒温恒压：n,
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n→ xi →pi →Kθ
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例：将1.20molSO2和2.00molO2的混合气体，在800K 和101.325kPa的总压力下，缓慢通过V2O5催化剂生成 SO3。在恒温恒压下达到平衡后，测得混合物中生成的 SO3为1.10mol。计算该温度下反应 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的Kθ。
*pi等于在相同温度下，该组分气体单独占有 与混合气体相同体积V时所产生的压力。
*p总V = n总RT • piV = niRT
n + 202A0/6/8 nB +······ni= n总
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（1）混合气体的总压力（p）等于各组分气
体分压力之和；
p总 = pA+ pB +······=Σipi
（2）组分气体分压力的计算：
r Gm
r Gm
RT ln
{c(G) / c }g {c(A) / c }a
{c(D) / c }d {c(B) / c }b
eq: ΔrGm=0
r Gm
{ceq (G) / c }g RT ln {ceq ( A) / c }a
{ceq (D) / c }d {ceq (B) / c }b
K
{ceq (G) / c }g {ceq (D) / c }d {ceq ( A) / c }a {ceq (B) / c }b
第二章 化学平衡
§2.1化学反应进行的程度和化学平衡
一、 化学平衡
1、 可逆反应
典型的可逆反应：
H2 (g) + I2 (g) → 2HI(g)
• 各种化学反应中，反应物转化为产物的限度并不 相同。
• 典型的不可逆反应：
• 2KClO3(s)
MnO2 2KCl(s) + 3O2
• 一般来讲，反应的可逆性是化学反应的普遍特征。
aA(aq) + bB(aq)
cg G cd D KC = ca A cb B
gG(aq) + dD(aq) 称浓度平衡常数
aA(g) + bB(g)
gG(g) + dD(g)
pg G pd D KP = paA pb B 称分压平衡常数
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对于反应: aA(g)+bB(g)
gG(g)+dD(g)
pA
p总
nA n总
pA=p总.xA
其中:xA 称摩尔分数。若气体混合物由A（g）、B（g） 组成，则： xA+xB=1
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做有关平衡组成及Kθ计算时：
（1）明确平衡条件,主要是指反应的T,p,V；
（2）正确处理各物种的变化量与方程式的对应关系；
aA + bB =gG +dD
平衡 nA nB nG nD
K
2
(T
)
{K1
(T
)}2
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关于平衡常数的讨论
（1）平衡常数的物理意义： K值越大，反应向正方（右）进行得越彻底； （2）平衡常数的性质： K值不随浓度(分压)而变化，但受温度影响；
3.多重平衡规则：
若: 反应1=反应2+反应3 则：K1=K2.K3
这是一个重要的规则，适用于各种多重平衡系统。
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• 例 已知下列反应25 0C时的标准平衡常数： (1) 2BrCl (g) ＝ Cl2 (g) + Br2 (g) K1θ=0.45 (2) Br2 (g) + I2 (g) ＝ 2IBr (g) K2θ=0.051
计算反应 2BrCl (g) + I2 (g) = 2IBr (g) + Cl2(g) 的平衡常数
热力学等温方程式：ΔrGm=ΔrGmθ+RTlnQ
r Gm
r Gm
RT ln {pG / {pA /
p }g p }a
{pD {pB
/ /
p }d p }b
eq: ΔrGm=0
r Gm
RT ln {pGeq /
{
p
eq A
/
p }g p }a
{ p Deq { p Beq
/ /
p }d p }b
(3)条件一定时，平衡组成不再随时间发生变化；
(4)平衡组成与达到平衡的途径无关。
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3 化学平衡的热力学标志：
ΔrGm=0
二、化学平衡常数
1、化学平衡常数
实验表明，在一定温度下，化学反应处于平 衡状态时，各有关物质浓度（分压)之积的比值 是一个确定的值。
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如：对于平衡
解：确定反应(1)、(2)与第三个反应计量式间的关
系。反应(1)+(2)得反应(3)
K3θ= K1θ K2θ=0.45x0.051=0.023
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§2.2 化学平衡的有关计算和化学平衡的移动
一、 化学平衡的有关计算
Dolton分压定律
*在气体混合物中，某组分气体i对容器器壁 产
生的压力称为该组分气体的分压力（pi）。