1、 化学平衡 研究化学反应，必须研究三个问题： 反应能否自发进行？即 反应的方向 问题； 一定条件下反应进行的程度，即 化学平衡 问题。 反应完成需要的时间，即 反应速率 问题； 浓度c 时间 t 化学平衡 反应物 R 产物 P 化学动力学： 当一个反应的 G = 0 时，该反应处在 平衡 状态。 化学反应速率 v正 =v 逆 时，即反应物和生成物的浓度不再随时间而变化，该反应处在 平衡 状态。 化学热力学： 可逆反应 (reversible reaction) 一个化学反应，按方程式从左到右、从右到左都可以进行反应，这个反应就是可逆反应。 H2 (g) +I2(g) H2 (g) 、 I2(g
2、) HI(g) HI (g) HI (g) 22H ( g) + I ( g) 2H I ( g) 实验平衡常数 溶液反应 1 气相反应 2 当 aA + bB d D + eE 平衡 时， DE A Bdec abK DEAB dep abppKppKc Kp 与 的关系 aA(g) + bB(g) d D (g)+ eE(g) ( ) = ( )d e a b np c cK K R T K R T pcn RT RTV由 范霍夫方程： 标准平衡常数 K 平衡时， rGm = rGm + RT lnQ平 =0 rGm = rGm+ RT lnQ Q平 是一个 定 值 rGm = RT ln
3、 Q平 DEABdeabQcccccccc DEABdeabccKcc 平衡时， Q平 = K 标准平衡常数 标准平衡常数 K 在标准平衡常数表示式中 ， 各组分的平衡浓度或平衡分压都必须用 相对浓度 或 相对分压 来表示 。 相对浓度： 相对分压： A c B c D c E c pA p pB p pD p pE p c =1molL-1 p=100kPa 标准平衡常数 K 标准平衡常数 2+22+( H )( Z n )( H )pccpKcc + 2 + 2Z n ( s) + 2H ( aq) Z n ( aq)+ H ( g) 标准平衡常数是量纲为 1的量 标准平衡常数 K 与 r
4、Gm对应 平衡常数表示式中，将各产物的平衡浓度（或平衡分压）相应幂的乘积作分子，各反应物的平衡浓度（或平衡分压）相应幂的乘积作分母， 位置不能颠倒 。 平衡常数是温度的函数 标准平衡常数 K 与 rGm对应 CaCO3（ s） CaO（ s） + CO2 （ g） p CO2 平衡时 = p K （ ） 书写平衡常数表达式时，对参加反应的 纯固体、纯液体 或稀溶液中的溶剂（如水），在平衡表达式中不必列出，可 看作常数 。 标准平衡常数 K 与 rGm对应 2423 211=NONOppKKpp2 4 2 N O ( g ) 2 N O ( g ) 2 4 21 N O ( g ) N O (
5、g )2 2 2 4 2 N O ( g ) N O ( g )2242112=NOppKKp22421NONOpppp平衡常数表达式要和计量方程式相对应，同一个化学反应， 计量方程式的写法不同，其平衡常数的值不同 。 当一反应是 n个反应 相加的 结果，其总反应平衡常数等于这 n个反应的平衡常数之 积， 即 多重平衡规则 。 K3 = K1 K2 反应 (3) = 反应 (1) + 反应 (2) rG3 = rG1 + rG2 -RT ln K3 = -RT ln K1 + (-RT ln K2 ) ln K3 = ln (K1 K2 ) K4 = K1 /K2 反应 (4) = 反应 (1
6、) - 反应 (2) rG4 = rG1 - rG2 -RT ln K4 = -RT ln K1 - (-RT ln K2 ) ln K4 = ln (K1 / K2 ) 判断反应能否进行，即反应方向 rGm 判断化学反应方向 由范霍夫方程 rGm = rGm + RT lnQ rGm = RT lnK + RT lnQ lnrm G KQRT判断化学反应方向 Q判据 当 Q K时， rGm 0， 反应 正向 自发进行 当 Q K时， rGm 0，反应 逆向 自发进行 当 Q = K时， rGm = 0，反应达到平衡状态 判断化学反应方向 平衡转化率 化学反应达到平衡时，反应物转化为生成物的百分数，称为该 反应物的 平衡转化率 。 转化率 反应物初始浓度 -反应物平衡浓度 反应物初始浓度 = 100%
