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* 第四节 化学平衡 ？化学反应的可逆性与化学平衡 ？平衡常数 ？化学平衡移动 ？化学平衡计算举例 普通化学 第一章 一、化学反应的可逆性与化学平衡 1、什么是“化学反应的可逆性”？ CO + H2O ? CO2 + H2 也可以： CO2 + H2 ? CO + H2O 合起来写： CO + H2O CO2 + H2 ——既能正向进行，又能逆向进行的反应，叫“可逆反应”。化学反应的这种性质，称为化学反应的“可逆性”。 *几乎所有的化学反应都是可逆的。所不同的只是程度上的差别，有的可逆程度大些（如上例），有的可逆程度小些（例如：Ag+ + Cl- = AgCl?)。很少有化学反应能“进行到底”，已知进行得“最完全”的化学反应是： 2 KClO3 = 2 KCl + O2 2、什么是化学平衡？ ——所谓化学平衡，指的是这样一种状态，此时： ?正向反应的速度与逆向反应的速度相等 ?参与反应的物质的浓度保持一定 ?动态的平衡，而非化学反应停止 化学反应的可逆性的定量表征：平衡常数 二、平衡常数 1、什么是“平衡常数”？ 对于一个特定化学反应 aA + bB dD + eE 当反应达到平衡状态，有?rGm(T) = 0 即： 其中：pA、pB、pD、pE是指在平衡时的分压 , , , , 对上式进行变换： 令： 则有： 此式给出了平衡常数与热力学状态函数之间的关系。 如果是溶液中的反应，可依此类推： 令： 则有： ? 平衡常数反应了某一个化学反应进行完全的程度，数值越大，说明反应进行得越完全。 ? 平衡常数可由实验的方法测定。即：当反应达到平衡后，分别测出各反应物质的分压（或浓度），再计算出平衡常数的数值。 ? 在同一温度下，平衡常数的数值，不随压力（浓度）的变化而改变，是一个定值（常数）。 ? 平衡常数与反应的标准摩尔吉布斯自由能相关，是化学反应的热力学性质之一。 注意要点： 2、平衡常数与温度的关系 3、平衡常数与化学反应的方向——反应商判据 从范特霍夫等温式可得出恒温恒压、任意状态下的计算公式： ?rGm＝?rGm?＋RT lnJ 当反应达到化学平衡时，反应平衡常数 K ? 与标准吉布斯自由能变有如下关系： ?rGm ? ＝ - RT ln K ? （因为： 0＝?rGm ? ＋RTln K ?） 两式合并： ?rGm＝ - RT ln K ? ＋RT lnJ 或： ?rGm＝ - RT ln 由此得出化学反应反应商判据： 若J K ?, 则 ?rGm 0 反应正向进行 若J = K ? ，则 ?rGm ＝0 平衡状态 若Q K ? ，则 ?rGm 0 反应逆向进行 K ? J 三、化学平衡移动 1、什么是“化学平衡移动”？ 化学平衡是一个相对的、有条件的状态。一旦平衡的条件发生了变化，“平衡”就被打破，化学反应就要向某个方向进行，然后在这一新的条件下重新达到平衡。这种由于平衡条件的变化，旧的平衡打破，新的平衡建立的过程，就称做“化学平衡移动”。 2、影响化学平衡的因素 影响化学平衡的因素主要有： 浓度、压力、温度。 浓度的影响： 增加反应物浓度、减小生成物浓度，平衡向正反应方向进行。 减小反应物浓度、增加生成物浓度，平衡向负反应方向进行。 aA + bB dD + eE *