普通化学教学材料-教案3化学平衡

1、1复习写出下列反应商的表达式（1）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) (2) Br2(l)=Br2(g) (3)Cr2O72-+H2O = 2CrO42- + 2H+（4）AgCl(s)+2NH3(aq)=Ag(NH3)2+Cl-(aq)2 3 化学平衡 Chemical Equilibrium化学反应的标准平衡常数K与 rGm的关系多重平衡系统化学平衡的移动重要内容作业：3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3,6, 3,73本章解决的问题化学反应达到平衡时，各物质量之间的关系？非标准状态反应自发进行方向的判断？浓度、压力、温度等因素怎样影响化学平衡？如果一个系统同时存在多个平衡

2、，它们之间有什么关系？43.1.1平衡状态（ Equilibrium state）化学平衡状态是化学反应在一定条件下所能达到的最大限度的状态 。化学平衡的特征：热力学特征：G=0（从G106 反应正向进行很完全； K K rGm (T) 0 反应逆向自发； 2，Q K rGm (T) K 反应逆向移动； Q K 反应正向移动； Q = K 反应处于平衡状态。3.4 化学平衡的移动 (shift of chemical equilbrium)273.4.1 浓度对化学平衡的影响改变反应商Q，使QK增加A浓度或减小D浓度, Q K平衡左移（逆）28应用：CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2

3、(g)在生产中加入过量的水？N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在生产中加入过量的N2?293.4.2 压力对化学平衡的影响改变反应商Q， 使QK30（1）等温条件下，改变某一气体的分压力（2）等温条件下，改变系统的总压力 d-a 0 Q2 K 平衡左移（气体分子数少的方向） d-a 0 Q2 K 平衡右移（气体分子数少的方向）已经达成平衡的体系总压力增为原来的2倍，各组合分压增加 ？倍。增大体系总压力，平衡向气体分子数少的一方移动。减少体系总压力，平衡向气体分子数多的方向移动。31（3）等温、定容条件下向系统内充入惰 性气体或 在等温，定压的条件下，向系统内充 入惰性气体，平衡是否移动？

4、移动的 方向？ d-a=0 Q2= K 平衡不移动 （前后气体分子数相等，323.4.3 温度对化学平衡的影响ln K(T) = - rGm(T)/RTrGm(T) = rHm(T) - T rSm(T)ln K(T) = - rHm /RT + rSm/R改变反应的K 使QK我们学过的公式中哪个能说明温度对标准平衡常数的影响？33设反应分别在温度T1和T2进行，对应的平衡常数分别为K1和K2则有:rHm0,吸热反应，温度升高， K增大。讨论温度对化学平衡（ K ）的影响，必须知道反应热！34(1)比较已知反应的衡常数受温度影响大小公式的应用：定性：a吸热反应，提高温度平衡常数增大放热反应；提

5、高温度K变小b升温平衡向吸热方向移动，降温平衡向放热方向移动。c两个不同r Hm的反应K受温度影响大小不同, T1=T2时 r Hm绝对值大的受温度影响大。35d.同一反应H近似不变，不同的起始温度， 升高温度，K变化倍数不同,低温下，温度 对K的影响更大。3637(2)计算不同温度下K 液体汽化过程，如 Br2(l) = Br2(g) K(T) = p(Br2)/p估计沸点：？转变温度38例题： 已 知： C2H5OH ( l ) = C2H5OH ( g ) rHm = 42.2 kJ mol1 。试估计乙醇在1200m 高地(气压为 60.0kPa )的沸点(不考虑T 对rHm及rSm的

6、影响) 。39 T = 338K外压降低，乙醇在较低的温度下沸腾。化学上常利用此原理对一些物质进行减压蒸馏。解: C2H5OH ( l ) = C2H5OH ( g ) rHm = 42.2 kJ mol1 C2H5OH的正常沸点T1 =352K，p1=101.3kPa40（3）计算 rHm ， rSm41解：4243重要知识 K的表达式 K与rGm(T)关系 ln K(T) = - rGm(T)/RT任意状态下，化学反应自发进行方向的判断 rGm (T) = RT ln (Q/ K )多重平衡关系式及平衡常数的计算44练习题1. 判断下列说法是否正确A、反应商Q和标准平衡常数K的单位均为1；

7、B、由平衡常数的表达式可知，随着反应进行，产物逐渐 增多，平衡常数逐渐增大；C、温度升高后，反应的K增大，则rGm 必减少;D、某反应rGm随温度升高而降低，则其K必增大。E、T K 时，反 应 的 rGm(T) 与 rGm( 298 ) 的 关 系 为 rGm( T ) = rGm( 298 ) + RT ln Q45 2. 选择正确的答案 A 浓度影响化学平衡的移动，故浓度影响标准平衡常数； B 压力影响化学平衡的移动，故压力影响标准平衡常数 C 标准平衡常数与温度有关； D 正催化剂加速反应进行，故催化剂影响标准平衡常数463. 一定温度下, SnO2(s) +2H2(g) = Sn(s

8、) +2H2O (g) K =21 CO(g) + H2O(g) = CO2(g)+ H2(g) K=0.034 则相同温度下反应 SnO2(s)+ 2CO(g)=Sn(s) + 2CO2(g)的K等于： A . 1.8104; B. 0.024; C. 6.2102 ; D. 0.71474. 反应 C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g), rHm =133.9kJ.mol-1,则： A 平衡时系统压力为100 kPa; B 增大压力不影响此反的平衡移动; C 此反的定容热Ov=133.9kJ.mol-1; D 升高温度将提高碳的转化率。 5. 升高温度，对放热反应的速率

9、常数k和标准平衡常数K的影响： A. k 增大、 K增大；B. k 增大、 K减小； C. k 减小、 K增大；D. k减小、 K减小；486. 某T下，反应 PCl3(g, 0.5kPa ) + Cl2 (g,0.8kPa) = PCl5 (g,0.4kPa) 的标准平衡常数为2.3，此条件下反应 A、正向自发； B、逆向自发； C、达到平衡； D、无法判断。497、某温度下，反应PCl3(g) + Cl2 (g) = PCl5 (g)达到平衡后，在保持总压力和温度不变的情况下，向该系统通入氦气，则平衡： A、正向自发； B、逆向自发； C、达到平衡； D、无法判断。508、 硫酸铜有多种不

10、同水合物，它们脱水反应的K值 分 别 为：CuSO4 5H2O ( s ) =CuSO4 3H2O ( s ) + 2H2O ( g ) K1 CuSO4 3H2O ( s ) = CuSO4 H2O ( s ) + 2H2O ( g ) K2 CuSO4 H2O ( s ) = CuSO4 ( s ) + H2O ( g ) K3 为了使CuSO4 H2O 晶 体保持稳定( 既不风化也不潮解) , 容器中水蒸气 相对压力 p ( H2O ) 应 为： K1 p ( H2O ) p( H2O ) K3 ; C. K1 p ( H2O ) K2 ; D. K2 p ( H2O ) rHm 2 0

11、，若反应温度均由T1 升至T2，则反应 _的平衡常数增加的倍数较大。K2 (K1)2rHm15211、已知反应： HCN(aq) + OH(aq)= CN(aq) + H2O(l) rHm = -12.1kJmol-1 H+(aq) + OH (aq) = H2O(l) rHm = -55.6kJmol-1 则1mol HCN(aq)在水中电离反应的热为_。12、已知298K时， Cu2+(aq)+4NH3(aq)= Cu(NH3)42+ K1=1013.32， Zn2+(aq)+4NH3(aq)= Zn(NH3)42+ K2=109.46， 则298K、标准态下，反应： Cu(NH3)42+

12、Zn2+ = Zn(NH3)42+Cu2+ 自发进行的方向为。43.5kJmol-1逆向53 13 已知fHmNO(g)=90.25kJmol-1 ,反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)，在2273K时，K =0.100。在2273K时，若p(N2)=p(O2) =10kPa, p(NO) =20kPa时，反应商Q =_,反应向_方向进行。当反应达到平衡后，增加系统的总压力，则平衡_移动；若升高温度，则平衡_移动。14. 298K、标准状态下，1 mol 石墨、1 mol 金刚石在氧气中完全燃烧，r Hm分别为-393.7 kJmol-1 和 -395.6 kJmol-1，则金刚石的f H

13、m(298K) 为_。4逆向不移动逆向1.9kJmol-15416、乙酸在气相可通过氢键形成二聚物：298K时，此反应K =1.3103，rSm = 163Jmol-1K-1计算乙酸聚合每形成1mol 氢键时反应的标准焓变。 15. 简答题举例说明什么是多重平衡原理B. 试证明多重平衡原理。(-33.18kJmol-1)5517、已知298 K时， fHm（I2, g）= 62.4 kJmol-1 , f Gm(I2,g)=19.4 kJmol-1 , Sm(I2,g)=261Jmol-1K-1。计算298K时I2 ( s )的 Sm及碘的饱和蒸气压。解： I2(s)=I2(g) rHm= fHm(I2, g）= 62.4 kJmol-1, rGm= fGm(I2,g)=19.4 kJmol-1, rGm= rHm-T rSm rSm= Sm(I2,g) Sm(I2,s) rGm= fGm(I2,g)=-RTlnK = -RTlnp(