化学平衡常数和化学反应进行的方向_第1页
化学平衡常数和化学反应进行的方向_第2页
化学平衡常数和化学反应进行的方向_第3页
化学平衡常数和化学反应进行的方向_第4页
化学平衡常数和化学反应进行的方向_第5页
已阅读5页,还剩6页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、 化学平衡常数 化学反应进行的方向 1一 化学平衡常数1定义: 在一定温度下,一个可逆反应达到化学平衡时, 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,2符号 公式 单位mA(g)+nB(g) pC(g)qD(g)+eE(S或l)Kcp(C)cq(D)cm(A)cn(B) 化学平衡常数表达式中的物质不包括固体或纯液体。固体或纯液体的浓度可看作是1而不出现在化学平衡常数表达式中。化学平衡常数表达式中的浓度指的是平衡时的浓度。 K: (molL-1)n 单位: c : molL-1 n=p+q-(m+n)常数K与反应的起始浓度大小无关; 常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关;即与平衡建立的

2、过程无关。注意:化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 pC(g)qD(g)+eE(S或l) mA(g)+nB(g)Kcm(A)cn(B)cp(C)cq(D)K1bH2O的状态不是液态而是气态,则需要带入平衡常数表达式。 a在水溶液中进行的反应,虽然H2O参与反应,但是H2O只要作为溶剂,就不能带入平衡常数表达式。c在非水溶液中进行的反应,如果有水参加或生成,则应代入平衡常数表达式。H2O的处理2 对于一个可逆反应,化学计量数扩大或缩小,化学平衡常数表达式是否改变?是什么关系?转化率是否相同?试举例说明。答案: 对于一个可逆反应,化学计量数不一样,化学平衡常数表达式也就不一样,但对应物质的转

3、化率相同。例如:(2)naA(g)nbB(g) ncC(g) cnc(C)cna(A) cnb(B)K2K1 或K1K2nn1K1 cc(C)ca(A) cb(B) (1)aA(g)+bB(g) cC(g)无论(1)还是(2),A或B的转化率是相同的。若干方程式相加(减),总反应的平衡常数等于分步平衡常数之积(商)= K1K2 (3)多重平衡规则:2NO (g)+O2 (g) 2NO2 (g) K12NO2 (g) N2O4 K22NO(g)+O2(g) N2O4 (g) K 思考1:对于给定反应 ,正逆反应的化学平衡常数一样吗?是什么关系?答案:正逆反应的化学平衡常数不一样,互为倒数关系.3

4、3 意义:K值越大,正向反应进行的程度越大。反之亦然.K 105 K 10-5 10-5 K 105 认为正反应进行得较完全认为 正反应很难进行(逆反应较完全) 认为是可逆反应判断反应进行程度(1):例如:2SO2(g)+O2 2SO3(g) 298K时K 很大,但由于速度太慢,常温时,几乎不发生反应。 (2)平衡常数数值大小,只能大致反映一个可逆反应的正向反应进行的最大程度,并不能预示反应达到平衡所需要的时间。4 影响因素:TT一定,K一定T变化,K变化吸热反应:放热反应:T K ,T K .T K ,T K .注意:K只与T有关,与c P等无关。45 K的用途(1)判断某状态是否处于平衡状

5、态 如某T下, 反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) +eF(s或l) 平衡常数为K, 任一时刻时,反应物和生成物的浓度关系如下:O=cp(C) cq(D)cm(A) cn(B)浓度商:v正v逆,反应向正方向进行 v正v逆,反应处于平衡状态v正v逆,反应向逆方向进行QK QKQK(2)利用温度改变时K值的变化可判断反应的热效应若T ,K ,则正反应为吸热反应;若T ,K ,则正反应为放热反应。(3)判断可逆反应的反应温度 化学平衡常数只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。根据平衡状态中各组分的物质的量浓度,可以计算出该温度下的化学平衡常数,从而判断反应温度。(4)

6、用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等。5 例1判断正误,正确的划“”,错误的划“”(1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一时刻浓度 ()(2)催化剂能改变化学反应速率,也能改变平衡常数 ()(3)平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动 ()(4)化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化 ( ) (5)可逆反应的平衡常数与温度有关,所以升高温度,平衡常数一定增大。 ( ) (6)反应C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)的平衡常数表达式为 ( ) K , 压强增大,K也增大。 (7)化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度。 ( )(8)某反应的平衡常数700时K=1,800时K=0

7、.64,则该反应为吸热反应。 ( )(9)在N2+3H2 2NH3 与NH3 1/2N2+3/2H2的K互为倒数 ( ) (10)平衡常数越大,达到平衡的时间越短。 ( ) c(C) c(H2O)c(CO) c(H2) 6 例2能源问题是当前世界各国所面临的严重问题,同时全球气候变暖,生态环境问题日益突出,开发氢能、研制燃料电池、发展低碳经济是化学工作者的研究方向。氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H0。在850 时,平衡常数K1。 (1)若降低温度到750 时,达到平衡时K_1。(填“大于”“小于”或“等于”) (2)850 时,若向一容积可变

8、的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2,则: 当x5.0时,上述反应向_(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。 若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是_。 在850 时,若设x5.0和x6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a_b(填“大于”“小于”或“等于”)。大于x3小于逆反应 7二化学反应进行的方向在一定条件下,不需要借助外力作用就能自动进行的过程。体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态(体系对外部做功或放出热量)。自发过程 特点1定义:在密闭条件下,体系有

9、从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。体系能量越低越稳定,无序体系更加稳定。注意:在一定条件下,无需外界帮助就能自发进行的反应。2自发反应:(1)焓判据:判断反应能否自发进行的能量判据3自发反应判据: 放热反应使体系能量降低,能量越低越稳定, H 0有利于反应自发进行,具有自发进行的倾向。规律:思考2: H 0的反应一定能自发进行?可以作为自发进行的判据。HO有利于反应自发进行,但自发反应不一定要H液体固体不同物质同状态时相对分子质量越大或微粒越多(原子或电子个数)通常熵越大;如NO2O2N2Mr相同,结构越复杂,熵越大。如C5H12同分异构体同物质T ,熵越大。如H2O同气态物质,P

10、 熵越小。 影响 因素熵判据: 体系趋向于有序转变为无序状态,即混乱度增加S0 ,且S越大,越有利于反应自发进行。(1)2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s) =NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)(2) NaHCO3(aq )+Ca(OH)2(aq)=NaOH(aq) +CaCO3(s)+H2O(l)(3) CO(g)C(s)1/2O2(4) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)例3 判断下列反应是熵增或熵减 P349思考3:SO反应一定一定发生自发反应吗?可以作为自发反应的 判据吗?(3)复合判据自由能判据SO有利于反应自发进行,但自发

11、反应不一定要SO,但是焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一.结论: G = H - TS 0= 0反应能自发进行反应不能自发进行 反应达到平衡状态规律H S G 自发反应1 - + 2 + - 3 + + 4 - - 恒 - 任何温度自发恒 + 任何温度均不自发 低T+高T- 低T非自发 高T 自发 低T-高T+ 低T 自发 高T非自发 思考4:HTS判据是否适于任何条件下的反应?HTS判据只能用于温度和压强一定的条件下的反应,不能用于其他条件下(如温度、体积一定)的反应。思考5:能自发进行的反应一定能实际发生吗? 不一定。判据指出的仅仅是在一定条件下:化学反应自发进行的趋势,是否实际发生,还要考虑化学反应的快慢问题。10 例6 试判断用于汽车净化的一个反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在298 K、100 kPa下能否自发进行?已知:在298 K、100 kPa下该反应的H-113.0 kJmol1,S-145.3 Jmol1K1。 例7 下列反应中,在高温下不能自发进行的是( )A CO(g)= C(s)1/2 O2(g) B 2N2O5(g)= 4NO2(g)O2(g)C (NH4)2CO3(s)= NH4HCO3(s)NH3(g)D MgCO3(s) = MgO(s)CO2(g) 例4实验证明,多数能自发进行的反应都是放热

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论