大学化学(非专业)第二章化学反应的方向速率和限度2教学课件.ppt

1 2007-5-27 第三节第三节化学反应的限度无机化学多媒体电子教案第二章化学反应的方向、速率和限度第三节化学反应的限度 2 2007-5-27 2-3-1 可逆反应与化学平衡 2-3-1 可逆反应与化学平衡可逆反应和不可逆反应不可逆反应——反应物能全部转变为生成物, 亦即能进行到底的反应例如: HCl + NaOH → NaCl + H 2 O MnO 2, ? 2KClO 3 2KCl + 3O 2↑ 3 2007-5-27 可逆反应和不可逆反应可逆反应当p =100kPa 、 T= 773K , SO 2与O 2以 2:l 体积比在密闭容器内进行反应时, SO 2转化为 SO 3的最大转化率为 90%。因为 SO 2与O 2生成 SO 3的同时, 部分 SO 3在相同条件下又分解为 SO 2和O 2。 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) V 2O 5可逆反应——同一条件下可同时向正、逆两个方向进行的反应 4 2007-5-27 化学平衡在一定的温度下,反应物在密闭容器内进行可逆反应,随着反应物不断消耗、生成物不断增加,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,反应进行到一定程度,正反应速率和逆反应速率相等,各反应物、生成物的浓度不再变化,这时反应体系所处的状态称为“化学平衡”υ正=υ逆υ正υ逆υt 5 2007-5-27 化学平衡的特征反应达到平衡后, 只要外界条件不变,反应体系中各物质的量将不随时间而变。化学平衡是一种动态平衡,即单位时间内反应物的消耗量和生成物的生成量相等。化学平衡是有条件的, 在一定外界下才能保持平衡,当外界条件改变时,原平衡被破坏,建立新平衡。 6 2007-5-27 2-3- 2化学平衡常数 2-3- 2化学平衡常数实验平衡常数如可逆反应: c C(g)+ d D(g) y Y(g)+ z Z(g) { c (Y)} y {c (Z)} zK c = ─────── { c (C)} c {c (D)} d { p (Y)} y {p (Z)} zK p = ─────── { p (C)} c{p (D)} d? n = ( y+x ) - ( c+d)K c 浓度平衡常数 K p 分压平衡常数实验平衡常数 K c、K p 数值和量纲随分压或浓度所用的单位不同而异(?n =0 除外) 7 2007-5-27 2-3- 2化学平衡常数实验平衡常数平衡常数是表明化学反应可能完成的最大限度的特性值。平衡常数越大, 表示反应进行得越完全。一定温度下,不同的反应各有其特定的平衡常数。平衡常数值与温度及反应式的书写形式有关, 但不随浓度、压力而变。利用平衡常数表达式计算时,固体、纯液体或稀溶液的溶剂的“浓度项”不必列出。 8 2007-5-27 例反应: C(s)+H 2 O(g) CO(g)+H 2 (g) 1000 K达平衡时,c (CO) =c (H 2) = ×10 -3 mol ·L -1, c (H 2 O) = ×10 -3 mol ·L -1,平衡分压 p (CO) = p (H 2 )= ×10 4 Pa, p (H 2 O)= ×10 4 Pa, 试计算该反应的 K c、K p解: C(s)+H 2 O(g) CO(g)+H 2 (g) 平衡浓度/(10 -3 mol ·L -1 ) c (CO) ·c (H 2 ) ( ×10 -3) 2 c (H 2 O) ×10 -3K c = = mol ·L -1 = ×10 -2 mol ·L -19 2007-5-27 例反应: C(s)+H 2 O(g) CO(g)+H 2 (g) 1000 K达平衡时,c (CO) =c (H 2) = ×10 -3 mol ·L -1, c (H 2 O) = ×10 -3 mol ·L -1,平衡分压 p (CO) = p (H 2 )= ×10 4 Pa, p (H 2 O)= ×10 4 Pa, 试计算该反应的 K c、K p解: C(s)+H 2 O(g) CO(g)+H 2 (g) 平衡分压/(10 4 Pa)