无机化学化学平衡

-1
d
e
ceq , A c 等表 c =1mol L 表示标准浓度， 示相对平衡浓度，以后 c 略去不写。

重要
二、标准平衡常数表达式
对气体的反应： aA(g)＋bB(g) dD(g)＋eE(g)
K ＝

peq,D p a peq,A p
d
peq,E p b peq,B p
e
p =100kPa表示标准压力， peq,A p 等表 示相对平衡分压， p 常略去不写。

重要
二、标准平衡常数表达式
书写注意
① 各物质的浓度（分压）均为化学 平衡时的 浓度（分压）； ②标准平衡常数对每一个浓度项（分压项）作 处理，单位为1。 aA ＋bB dD ＋eE
了解可逆反应，惰性气体对化学平衡的影 响； 熟悉化学平衡和标准平衡常数的概念； 掌握标准平衡常数表达式的书写；用热力 学数据或多重平衡规则计算标准平衡常数； 浓度、压力、温度对化学平衡的影响。
本章重点
标准平衡常数的表达式； 用热力学数据计算标准平衡常数； 用多重平衡规则计算标准平衡常数； 判断反应进行的限度 浓度对化学平衡的影响
第三章
化学平衡
研究化学平衡的目的
实际生产中除了获得优质产品外，还需要知道： ①如何控制反应条件，使反应按人们所需要的方 向进行； ②在给定条件下，反应进行的最高限度是什么?即
高产率、低成本。
这就需要找出反应体系达平衡时的温度、压 力与各种物质的量及浓度的关系，以指导工业生 产，此即研究化学平衡的主要目的。
由上式可得：
ceq, B peq, C K B c C p 式(3-4)

B
C
重要
二、标准平衡常数表达式
对溶液的反应：aA (aq)＋bB(aq) dD(aq)＋eE (aq) ceq,D ceq,E c c K ＝ a b ceq,A ceq,B c c
例题
重要
二、标准平衡常数的计算
(一)用热力学数据计算反应的标准平衡常数 标准平衡常数与反应的标准摩尔吉布斯自 由能变的关系计算公式为：
ln K rG /RT (式3-7)
m
利用热力学数据计算出温度 T 时的标准摩尔吉 布斯自由能变，再利用上式就可求出反应的标准平 衡常数。
d e
Kc和Kp关系
气体反应的Kc和Kp关系推导如下，对反 应—— aA(g)＋bB(g) dD(g)＋eE(g)
K p K c ( RT ) n 其中n (d e) (a b)
第二节
标准平衡常数
一、标准平衡常数的定义
二、标准平衡常数表达式
一、标准平衡常数的定义
平衡常数表达式
a A ＋b B dD＋eE [D]d [E]e K＝ a b [A] [B]
该比例系数 K 叫做反应在温度 T 时的 平 衡常数。由实验直接测定的，称为经验（实 验）平衡常数。标准状态时，由热力学定律 间接求算的，称为标准平衡常数。
平衡常数
同一反应，温度相等， K 大小一样，即 K
二、化学平衡 化学平衡的特征
• 平衡条件：正逆反应速率相等，即v正=v逆； • 平衡标志：反应物和生成物的浓度不随时间 的改变而改变； • 是一种动态平衡。
化学平衡定律
在一定温度下，可逆反应达化学平衡时， 体系中各物质的浓度不再随时间改变。则产 物的浓度以方程式中该物质化学式前的计量 系数为乘幂的乘积与反应物的浓度以其计量 系数为乘幂的乘积之比是一个常数，称为化 学平衡常数。
压力平衡常数Kp
对气体反应，多用平衡时混合气体中各 物质分压间的关系来表示，称为压力平衡常 数Kp，如——
N 2 (g)＋3H 2 (g) 2NH 3 (g) Kp
2 pNH 3 3 p N 2 pH 2
Kc和Kp关系
气体反应也可用浓度平衡常数表示， 如—— N 2 (g)＋3H 2 (g) 2NH 3 (g)
d
e
重要
二、标准平衡常数表达式
书写注意
③ 反应中有 固体 或 纯液体 参加，其浓度视 为常数，不写入标准平衡常数表达式中；如—
2+ 2 BaSO4 (s) Ba (aq)＋SO4 (aq)
2+ c （ Ba ） eq K c 2 c（ SO eq 4） c
★ K 的单位为1。

二、标准平衡常数表达式
对任意化学反应： 0 A A(cd) B B(aq) C C(g)
A B C
反应的摩尔吉布斯自由能变为：
C B pC cB r Gm RT ln K RT ln B c C p
(3) K
二、标准平衡常数表达式
标准平衡常数与经验平衡常数区别 ① 平衡常数其他习惯表示法称为经验平衡常
数，如： Kc，Kp
② K 表达式中的平衡浓度是相对浓度，如：

pA/p 、cA/c
③ K 单位为1，与物质的平衡浓度单位无关
④对于多相反应平衡同样可以表示 。 如既有

液相又有气体参与的反应
或：K {ceq （Ba ） } {c（ } =[Ba ][SO ] eq SO ）
2+ 24 2+ 24
二、标准平衡常数表达式
书写注意
④以水为溶剂的稀溶液反应中，水的浓度视 为常数，不写入标准平衡常数表达式中；如—
+ H 2 O(l) H (aq)＋OH (aq)
K {ceq （H ） } {ceq （OH ） }
⑥正、逆反应的K 互为倒数；如—

例 3-1 写出下列反应的标准平衡常数表达式： 2NH (g) （1）N2(g) + 3H2(g) 3 （2）Sn2+(aq) + 2Fe3+(aq) Sn4+(aq) + 2Fe2+(aq) （3）ZnS(s) + 2H3O+(aq) Zn2+(aq) + H2S(g) + 2H2O(l) 解：上述反应的标准平衡常数表达式分别为： 2 [ p (NH ) / p ] eq 3 (1) K [ peq (N 2 ) / p ] [ peq (H 2 ) / p ]3
N2O4(g)
2NO2(g)
373
0.36
平衡常数的物理意义
平衡常数表达了一定温度下反应进行的 限度。 K值越大，达平衡时正反应进行得越 彻底，产物的量越多。
浓度平衡常数Kc
对液体反应，溶液浓度易测定，平衡常 数常用浓度平衡常数Kc表示，如——
+ HAc(aq) H (aq)＋Ac (aq) + [H ][Ac ] Kc [HAc]
本章难点
标准平衡常数的、可逆反应 二、化学平衡
一、可逆反应
有些化学反应是可逆的。如：
H 2 (g)＋I 2 (g) 2HI(g)
可逆反应（reversible reaction）：在同 一条件下，反应既可以按方程式从左向右（ 正反应）进行，也可以从右向左（逆反应） 进行。
+ -
二、标准平衡常数表达式
书写注意
⑤ K 表达式必须与方程式一一对应，方程 式写法不同，其表达式也不同；如—

+ H 2O(l) H (aq)＋OH - (aq) + K {ceq （H ） } {ceq （OH ） } 而： 2H 2O(l) 2H + (aq)＋2OH - (aq) + 2 - 2 K {ceq （H ） } {ceq （OH ） }
化学反应可用通式表示如下：
0 A A(cd) B B(aq) CC(g)
A B C
温度T时，反应的标准摩尔吉布斯自由能变为： r Gm （T） AGm, （ T ） G （ T ） G B m, B C m,（ A C T）
第三节 标准平衡常数的测定与计算
一、标准平衡常数的测定 二、标准平衡常数的计算
一、标准平衡常数的测定
标准平衡常数可以通过实验测定。利用实验 测定出某温度下反应物和产物的平衡浓度或平衡 分压，就能计算出标准平衡常数。 测定反应物和产物的平衡浓度或平衡分压可 采用物理方法或化学方法。物理方法是测定与平 衡压力或平衡浓度成正比的物理量，其优点是不 影响平衡状态，且测定速率快。化学方法是直接 测定化学平衡的组成。
化学平衡
某个反应发生后，其进行的程度或限 度，即化学平衡。 本章主要介绍化学平衡的概念、平衡 常数表达式的书写、及诸外界因素对化学 平衡的影响。
第三章
第一节 第二节
化学平衡
可逆反应与化学平衡
标准平衡常数
标准平衡常数的测定与计算 标准平衡常数的应用 化学平衡的移动
第三节 第四节
第五节
教学目的与要求
A B C
在国家标准中，标准平衡常数定义为： def K exp(r Gm /RT ) 上式常改写为：
r Gm RT ln K
一、标准平衡常数的定义
标准平衡常数的特点
★ K 只与反应的本性和温度有关，与浓度或
分压无关； ★标准平衡常数与反应物和产物的性质及标准 状态的定义有关 ； ★标准平衡常数与化学反应方程的写法有关；
二、标准平衡常数表达式
书写注意
例题
+ H 2O(l) H (aq)＋OH (aq) + K {ceq （H ） } {ceq （OH ） } + H 2O(l) 而： H (aq)＋OH (aq) 1 K + {ceq （H ） } {ceq （OH ） }