大学化学_《化学平衡》中英双语课件.ppt
《大学化学_《化学平衡》中英双语课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学化学_《化学平衡》中英双语课件.ppt(49页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、Chapter 6 Chemical Equilibrium,6.1 Equilibrium Constant,6.2 Equilibrium Constant and Gibbs Free Energy Change,6.3 Multiple Equilibrium,6.4 Shift of Chemical Equilibrium,Fe2O3(s) + 3 CO(g) = 2 Fe(s) + 3 CO2(g)炼一吨 Fe 需多少焦炭(C)?C(s) + 0.5 O2(g) = CO(g)是否全部的C(s) 能转化成CO(g),全部的Fe2O3(s) 和CO 能全部转化成Fe(s) 和 CO
2、2(g)? 答案:否!,化学平衡:反应的方向进行的限度各种影响因素,G 自发进行的化学反应,也只能进行到一定限度。 一般化学反应都是可逆地进行的,即正向和反向反应同时进行。 当正向反应速率和逆向反应速率相等,反应物和生成物的浓度就不再变化,这种表面静止的状态就叫做“平衡状态”。,在同一条件(T、p、C等)下,一个化学反应既可以按反应方程式从左向右进行,也可以从右向左进行的反应。,不同的化学反应可逆程度差别很大,如 : 2KClO3(s) 2KCl(s)3O2(g) 不 可 逆 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 可逆程度大Ag+ + I= AgI 可逆程度很小 2H2
3、+ O2 = 2H2O(l) 可逆程度很小,Equilibrium Constant,可逆反应和化学平衡,Reversible Reaction:,对可逆反应,当 vv 时,体系所处的状态,Chemical Equilibrium,Meaning and distinction of Chemical Equilibrium,只有在恒温条件下,封闭体系中进行的可逆反应,才能建立化学平衡,这是建立化学平衡的前提。,正、逆反应速度相等是平衡建立的条件(此时反应仍在进行)。,平衡浓度(压力) - 平衡状态下,各物质的浓度(压力)。,平衡状态是可逆反应进行的最大限度,此时各物质的浓度不再随时间而变,这
4、是建立平衡的标志。,可以从正、逆两个方向达到平衡。,化学平衡是有条件的,平衡体系是可以改变的。,Meaning and distinction of Chemical Equilibrium,化学平衡定律在一定温度下,可逆反应达到平衡后,产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数。,平衡常数,对反应mA + nB pC + qD在一定温度下达到平衡时,有如下关系,化学平衡定律,单位?,Equilibrium Constant,可逆反应和化学平衡,Reversible Reaction:,化学平衡定律,起始浓度不同,平衡浓度也不同。 只要温度一定,平衡常数即一定。, i 是平
5、衡浓度,pi是各物质的平衡分压 xi是平衡时各物质的摩尔分数。,摩尔分数平衡常数,浓度平衡常数,压力平衡常数,对反应 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 可有,浓度平衡常数 Kc 与压力平衡常数 Kp及 Kx,Equilibrium Constant,对一般气相反应 mA + nB = pC + qD,将理想气体状态方程式 p i RT C i RT,代入Kp表达式,Equilibrium Constant,即 KpKc(RT) n Kc(RT)i,对于反应前后气体总计量系数相等的反应: Kp = Kc,KpKc(RT) nKc(RT)i同理可得 KpKx pnKx pip 是总
6、压力,Equilibrium Constant,标准平衡常数,对气体反应 每组分气体的分压均除以标准压力P(1 bar = 100 kPa),其商为该组分的相对分压,mA + nB pC + qD,标准平衡常数是一个无量纲的量,Equilibrium Constant,标准平衡常数(K),如: N2(g) + 3 H2(g) = 2NH3(g) 平衡压力: 4.17 12.52 3.57 (106 kPa)= 1.56 105 P = 1.00 105 Pa = 1 bar标准平衡常数无量纲,数值上与实验平衡常数往往不同。,对溶液中的反应 溶质的标准态C1.0 moldm3 。例如:,Sn2+
7、(aq) + 2Fe3+(aq) Sn4+(aq) + 2Fe2+(aq),Zn(s) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+(aq),标准平衡常数,Equilibrium Constant,书写平衡常数时应注意的事项,(1)反应方程式的书写不同,平衡常数值不同。如:273 k 时,反应 N2O4(g) = 2NO2(g) 的平衡常数 = 0.36, 则反应 2NO2(g) = N2O4(g) = 1/0.36 = 2.78反应 NO2(g) = 0.5 N2O4(g) = (1/0.36)0.5 = 1.7(2)纯液体、纯固体参加反应时,其浓度(或分压)可认为是常数,均不写进平衡常
8、数表达式中。Fe3O4(s) + 4 H2(g) = 3 Fe(s) + 4 H2O(g)(3)K 与温度有关, 但与反应物浓度无关。K 还取决于反应物本性。,平衡常数的意义,平衡常数是可逆反应进行程度的一种量度 K值越大,在平衡体系中产物的量越大,正向进行的程度越大,或反应物的转化率高。,K 107 反应趋势很大,反应彻底; K 1010 反应趋势很小,不能进行;101 K 107 为典型的可逆反应,平衡常数是化学反应的特性常数。,平衡常数是温度的函数 T,放热反应的K,吸热反应的K。,平衡常数不涉及时间问题 。,化学反应自发进行的方向和限度的判据是 在标态和温度T下,,Equilibriu
9、m Constant and Gibbs Free Energy Change,在非标态下,各反应物的活度为任意值,rGm rGm如何求?,rGm,判断一个过程的自发性可以用G,rGT rGT 2.30RT lg Q,vant Hoff 化学反应等温式,任意态,对一般反应 mA + nB = pC + qD,即:对气体 a i p i /p ;对溶液 a i c i /c,标准态,任意态的影响,Equilibrium Constant and Gibbs Free Energy Change,rGT RT ln K 2.30RT lg K 或 lg K rGT2.30 RT,当反应达平衡时,r
10、Gm 0,这时Q等于标准平衡常数K 。,0 = rGT rGT 2.30RT lg K,vant Hoff 化学反应等温式,Equilibrium Constant and Gibbs Free Energy Change,Q K 时,rG 0,,判断可逆反应自发进行的方向和限度,Q = K 时,rG 0,,Q K 时,rG 0,,正向反应不能自发进行,达到平衡状态,反应进行到最大限度,正向反应自发进行,化学反应等温式的应用,Equilibrium Constant and Gibbs Free Energy Change,计算任意温度下的平衡常数,rGm rH、rS,在一定温度下,rG值越负
11、,K值越大。,rGT RT ln K 2.30RT lg K,化学反应等温式的应用,Equilibrium Constant and Gibbs Free Energy Change,例,分别计算在 298K 和 673K 时N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g) 反应的平衡常数。,解: 298K时,,解: 673 K时,,= 2 192.51-191.49-3130.6 = - 198.3 (Jmol-1 K-1),用标准状态下的数据来判断非标态下的反应:,= -2.30 RT lg K +2.30 RT lgQ,例2 2000 C 时,下列反应的 = 9.8 10-2 N2(
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
本资源只提供5页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
2000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学化学 化学平衡 双语 课件 PPT
