无机化学化学平衡课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2020/5/10,课件,1,第,3,章,化学平衡,（,Chemical Equilibrium,）,?,一,.,化学反应的可逆性（,Reversibility,）,和,可逆反应,（,Reversible reactions,）,?,绝大多数化学反应,都有一定,可逆性：,例如,:CO(g)+H,2,O(g)CO,2,(g)+H,2,(g)(,水煤气,),可逆性显著,N,2,(g)+3 H,2,(g),2 NH,3,(g),可逆性显著,Ag,+,(aq),+,Cl,-,(aq),AgCl,(s),可逆程度小,?,只有极少数反应是“不可逆的”,（单向反应）,：,例如：,2,KClO,3,(s),=,2,KCl(s),+,3,O,2,(g),可逆反应,?,在同一条件（温度、压力、浓度等）下，,能同时向两个相反方向进行的反应。,无机化学“,可逆反应,”,热力学“,可逆过程,”,（无机化学“可逆反应”,多数为,热力学“不可逆过程”）,2020/5/10课件1第3章化学平衡（Chemical E,2020/5/10,课件,2,二、化学平衡的概念,?,（一）定义,可逆反应在一定条件下，,正反应速率,等于,逆反应速率,时，反应,体系,所处的,状态,，称为“,化学平,衡,”。,?,例,1,：,H,2,O,(g),+,CO,(g),H,2(g),+,CO,2(g),2020/5/10课件2二、化学平衡的概念?（一）定义可逆,2020/5/10,课件,3,H,2,O,(g),+CO,(g),H,2(g),+CO,2(g),2020/5/10课件3H2O(g)+CO(g)H2(g),2020/5/10,课件,4,二、化学平衡的概念（续）,?,例,2,：,N,2,O,4,(g),2,NO,2,(g),无色,红棕色,?,在,373,K,恒温槽中反应一段时间后，反应混合物颜色不再变化，,显示已达,平衡,，测得平衡时,N,2,O,4,、,NO,2,浓度（见下表）。,次序,起始浓度,浓度变化,平衡浓度,NO,2,2,/N,2,O,4,/mol,dm,-3,/mol,dm,-3,/mol,dm,-3,1,从反应,N,2,O,4,0.100 -0.060 0.040,0.36,物开始,NO,2,0 +0.120 0.120,2,从产物,N,2,O,4,0 +0.014 0.014,0.37,开始,NO,2,0.100 -0.028 0.072,3,从反应混,N,2,O,4,0.100 -0.030 0.072,0.37,合物开始,NO,2,0.100 +0.060 0.160,2020/5/10课件4二、化学平衡的概念（续）?例2：N2,2020/5/10,课件,5,二、化学平衡的概念（续）,?,平衡时,NO,2,2,/N,2,O,4,不变，,即达到一个“常数”,称为“,平衡常数,”（,K,）。,N,2,O,4,(g),2 NO,2,(g),K,=,NO,2,2,/N,2,O,4,=0.37,（,373 K,）,（二）平衡常数（,Equilibrium,constants,）,1.,定义：,在,一定温度,下，可逆反应达到,平衡,时，,产物,浓,度,的方程式,计量系数次方的乘积,与,反应物,浓度,计量系数,次方的乘积之比,，为一常数，称为“平衡常数”。,符号：,K,。这一规律称为“,化学平衡定律,”。,2020/5/10课件5二、化学平衡的概念（续）?平衡时N,2020/5/10,课件,6,（二）平衡常数（续）,?,2.,平衡常数的意义,?,表示在,一定条件,下，,可逆反应,所能进,行的,极限,。,?,K,，正反应彻底,。,?,通常：,K,10,7,，正反应单向,?,K,K,r,?,逆反应自发进行，平衡向,气体分子总数增加,的,方向移动，以,消除总压力降低的影响,。,2020/5/10课件393-3化学平衡的移动（续）?2.,2020/5/10,课件,40,3-3,化学平衡的移动（续）,?,三、温度对化学平衡的影响,?,把,vant,Hoff,等温式,与,吉布斯一赫姆霍兹,方程,结合来讨论。,?,封闭体系，热力学,平衡常数,K,r,（或,K,?,）,只是,温度,T,的函数。,?,推导,K,r,与,T,的关系,:,2020/5/10课件403-3化学平衡的移动（续）?三、温,2020/5/10,课件,41,3-3,化学平衡的移动（续）,?,由,标态,下,vant,Hoff,等温式,G,?,=,-R,T,ln,K,r,(,封闭体系、等温、不做非体积功,),?,标态,下吉一赫方程为：,G,?,=,H,?,-,T,S,?,(,封闭体系、等温、不做非体积功,),?,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,）式称为,vant,Hoff,方程,.,2020/5/10课件413-3化学平衡的移动（续）?由标态,2020/5/10,课件,42,3-3,化学平衡的移动（续）,?,T,不大，无相变：,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,）,-,（,1,）：,ln(,K,2,r,/,K,1,r,),=(,H,?,/,R)(,T,2,-,T,1,)/(,T,2,T,1,),(3-11),2020/5/10课件423-3化学平衡的移动（续）?T,2020/5/10,课件,43,3-3,化学平衡的移动（续）,ln,（,K,2,r,/,K,1,r,）,=(,H,?,/,R)(,T,2,-,T,1,)/(,T,2,T,1,),H,?,0,吸热,T,2,T,1,:,K,2,r,K,1,r,H,?,0,放热,T,2,T,1,:,K,2,r,K,1,r,?,温度,?,（,T,2,T,1,）,，平衡向,吸热,反应方向,移动，且,K,r,改变：,正反应,吸热,：,K,2,r,K,1,r,；,正反应,放热,：,K,2,r,K,1,r,.,?,温度,?,（,T,2,T,1,）,，平衡向,放热,反应方向,移动，且,K,r,改变：,正反应,放热,：,K,2,r,K,1,r,；,正反应,吸热,：,K,2,r,K,1,r,.,2020/5/10课件433-3化学平衡的移动（续）ln（K,2020/5/10,课件,44,3-3,化学平衡的移（续）,例：,N,2(g),+3 H,2(g),=2 NH,3(g),H,?,=-,92.2 kJ.mol,-1,(,放热,),T,1,=,298,K,，,K,p,1,=,6.2,10,5,T,2,=,473,K,，,K,p2,=,6.2,10,-1,T,3,=,673,K,，,K,p,3,=,6.0,10,-4,即：,T,，平衡向,吸热,反应（逆反应）的,方向移动，且,K,。,或：,T,，平衡向,放热,反应（正反应）的,方向移动，且,K,；,2020/5/10课件443-3 化学平衡的移（续）例：N2,2020/5/10,课件,45,3-3,化学平衡的移动（续）,求,H,?,和,S,?,值,:,?,由（,3-10,）式,（教科书,P.63,，,4-23,式）,:,lg,K,r,=,(-,H,?,/,2.303R,T,),+,(,S,?,/,2.303R),在不同温度（,T,）下测定,K,r,数值，,作出,lg,K,r,(1,/T,),图,（教科书,P.63,，图,4-1,）,。,斜率,：,(-,H,?,/2.303R),截距,：,(,S,?,/2.303R),可求出热力学函数,H,?,和,S,?,值。,2020/5/10课件453-3 化学平衡的移动（续）求H,2020/5/10,课件,46,3-3,化学平衡的移动（续）,?,一、浓度对化学平衡的影响,?,提高物反应物,浓度,，,平衡向,正反应,方向移,，,但,K,r,不变,。,?,二、压力对化学平衡的影响,提高,总压力,，平衡向,气体分子总数减小的反应,方向移动,，,但,K,r,不变,。,?,三、温度对化学平衡的影响,?,温度,?,，平衡向,吸热,反应方向移动，,且,K,r,改变,。,2020/5/10课件463-3 化学平衡的移动（续）?一、,2020/5/10,课件,47,3-3,化学平衡的移动（续）,?,小结：浓度、压力、温度对平衡的,影响,Le-,Chateliers,Principle,（勒,一夏特里原理）,。,对于已达平衡的体系，若,改变平,衡体系的条件,（浓度、压力、温度）,之一，,平衡将向解除这一改变的方,向移动,。,2020/5/10课件473-3 化学平衡的移动（续）?小结,2020/5/10,课件,48,四、催化剂,?,使用（正）催化剂能,同等程,度地提高,正、逆反应的速率,，,缩,短达到平衡所需时间,，但,不能使,平衡移动,，也,不会改变平衡常数,值,。,2020/5/10课件48四、催化剂?使用（正）催化剂能同等,2020/5/10,课件,49,第,3,章作业,?,教材,p.65,67:,?,5,6,8,11,13,15,16,24,?,第,15,题补充数据：,?,SO,2,Cl,2,(l),:,f,G,?,m,=,-313.5 kJ,?,mol,-1,f,H,?,m,=,-388.74 kJ,?,mol,-1,2020/5/10课件49第3章作业?教材p.65 67,