《化学概论》第4章化学反应的方向和限度.ppt

2.标准平衡常数 根据范特霍夫(van’t Hoff)等温方程式： J RT （T） ln + = （T） ? ? 反应达到平衡时： J RT ln + = 0 （T） ? （T） 所以，平衡状态下，J是常数。 令 J= RT ln =- （T） ( T ) ? ln (T)= 或 ——常量， 对于一般的化学反应： 是温度的函数，与浓度、分压无关。 标准平衡常数表达式必须与化学反应计量式相 对应。 是量纲一的量。 2 2 HI(g) (g) I 2 1 (g) H 2 1 + ( )1/2 2HI(g) (g) I (g) H 2 2 + =( )-1 ] / ) I ( ][ / ) H ( [ ] / ) HI ( [ 2 2 2 p p p p p p = 3.多重平衡原理( rule of multiple equilibrium) 例题：已知25℃时反应 解：反应① + ②得： = · = 0.45×0.051=0.023 ③2BrCl (g)+ I2(g) 2IBr(g)+ Cl2(g)的 。 ②I2(g)+Br2(g) 2IBr(g)的 =0.051 计算反应 ①2BrCl(g) Cl2(g)+Br2(g)的 =0.45 2BrCl (g)+ I2(g) 2IBr(g)+ Cl2(g) 4.3.2 标准平衡常数与化学反应程度 K 愈小，反应进行得愈不完全； K 愈大，反应进行得愈完全； K 不太大也不太小(如 10-3 K 103), 反应物部分地转化为生成物。 平衡转化率： 例题：在700K和100kPa压力下,开始时CO(g)和H2O(g)的物质的量均为1mol,计算反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的标准平衡常数K?和CO的最大转化率。 解： CO(g) + H2O(g) ? CO2(g) + H2(g) -110.5 -241.8 -393.5 0 197.6 188.8 213.7 130.6 kJ·mol-1 J·mol-1·K-1 (298K)= [-(-110.5)-(-241.8)+(-393.5)]kJ·mol-1 = - 41.2 kJ·mol-1 (298K)=(-197.6-188.8+213.7+130.6)J·mol-1·K-1 = - 42.1 J·mol-1·K-1 (700K) ? (298K) - T (298K) ? -41.2kJ·mol-1-700K?(-42.1) ? 10-3kJ.mol1.K-1 ? -11.7 kJ·mol-1 解得： K? =7.46 由 ln K? = ? CO(g) + H2O(g) ? CO2(g) + H2(g) 平衡时 平衡时 平衡时各物质的分压： 设平衡时CO转化了x mol，则 K? = (pCO2 /p?)(pH2 /p?) (pCO /p?)(pH2O /p?) CO的平衡转化率为： 4.3.3 反应商判据与化学平衡的移动 化学平衡的移动(shift of chemical equilibrium) ：因外界条件的改变使化学反应从一种平衡状态转变到另一种平衡状态的过程。 1884年，法国科学家Le Chatelier 提出： 如果改变平衡系统的条件之一（浓度、压力和温度），平衡就向能减弱这种改变的方向移动。 Le Chatelier原理只适用于处于平衡状态的系统。 Le Chatelier 原理： 根据： 得： J RT （T） ln + = （T） ? ? RT ln =- （T） ( T ) ? J RT （T） ln + = -RT ln ? J （T） = -RT ln J = RT ln ? 反应商判据： 反应正向进行