化工四大化学(专业)化学平衡的移动(课堂讲义).ppt

第二章化学反应的方向、速率和限度
第四节化学平衡的移动
化学平衡的移动
因外界条件改变使可逆反应从一种平衡状
态向另一种平衡状态转变的过程。
可逆反应达平衡时ΔrGm=0、J=K
因此一切能导致ΔrGm 或 J 值发生变化
的外界条件(浓度、压力、温度)都会使平
衡发生移动。
浓度对化学平衡的影响
化学反应等温方程式
可逆反应: c C + d D yY + z Z
根据rGm=rGm+RT ln J rGm=-RT lnK
得
J
ΔrGm= RT ln
K
平衡移动方向的判断
rGm < 0, J < K 平衡向正反应方向移动
rGm = 0,J = K 平衡状态
rGm > 0,J > K 平衡向逆反应方向移动
·L-1Ag+、·L-1Fe2+、
·L-1Fe3+溶液中发生反应:
Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag,K =。
判断反应进行的方向;
例
[c(Fe3+)/c ]
[c(Fe2+)/c ] [c(Ag+)/c ]
解:(1)
J=
=
=

×
J < K 反应正向进行
·L-1Ag+、·L-1Fe2+、
·L-1Fe3+溶液中发生反应:
Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag,K =。
(2)计算平衡时Ag+、Fe2+、Fe3+的浓度;
例
解: Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag
开始浓度/(mol·L-1)
浓度变化/(mol·L-1) -x -x +x
平衡浓度/(mol·L-1) -x -x +x
K = = =
+x
(-x)2
[c(Fe3+)/c ]
[c(Fe2+)/c ] [c(Ag+)/c ]
x=
c(Fe3+)=(+)mol·L-1= mol·L-1
c(Fe2+)=c(Ag+)=(-)mol·L-1= mol·L-1
·L-1Ag+、·L-1Fe2+、
·L-1Fe3+溶液中发生反应:
Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag,K =。
(3)Ag+的转化率;
解:
α(Ag+ )= = ×100%
=%
x

例
解: Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag
新平衡浓度/(mol·L-1) - - +

α
'
=%
增大反应物浓度,平衡向正方向移动,而使另一反应物的转化率增大。
例
α
'
α
'
α
'
+
(- )(- )
α
'

α
'

α
'

K = =
·L-1Ag+、·L-1Fe2+、
·L-1Fe3+溶液中发生反应:
Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag,K =。
(4)计算c(Ag+)、c(Fe3+)不变,c(Fe2+)=·L-1
时Ag+的转化率。
压力对化学平衡的影响
可逆反应: c C + d D yY + z Z
△n=[(y+z)-(c+d)]≠0
n > 0,气体分子数增加的反应
n < 0,气体分子数减少的反应
压缩体积增加总压
J>K ,平衡向
逆反应方向移动
J<K ,平衡向
正反应方向移动
均向气体分子数减小的方向移动
增大体积降低总压
J<K ,平衡向
正反应方向移动
J >K ,平衡向
逆反应方向移动
均向气体分子数增加的方向移动
可逆反应: c C + d D yY + z Z
△n=[(y+z)-(c+d)]=0
引入不参加反应的气体,对化学平衡的影响:
恒温恒容条件下,对化学平衡无影响; 恒温恒压条件下,引入不参加反应的气体,
使体积的增大,造成各组分气体分压的减小,
化学平衡向气体分子总数增加的方向移动。
体系总压力的改变,同等倍数降低或增加反应物和生成物的分压,J 值不变(仍等于K ),故对平衡不发生影响。
,反应:
N2O4(g)→2NO2(g)在25℃、100kPa下达到
平衡时N2