化学平衡的宏观特征在可逆反应中,正反应速率和逆反应速率相等时,体系所处的状态1.建立平衡的前提:只有恒温条件下,封闭体系中进行的可逆反应才能建立化学平衡建立平衡的条件:正逆反应速率相等2.3.建立平衡的标志:平衡状态是Forward Rate封闭体系中可逆反应进行的最Equal Rates大限度,各物质的浓度都不随ReverseRate时间而改变。timeReactants化学平衡是有条件的平衡:当外4Equilibrium:uno界因素改变时,正逆反应速率都No change inamounts会发生变化,原有的平衡会被破Products坏,直到建立新的动态平衡。time
6 化学平衡的宏观特征 在可逆反应中,正反应速率和逆反应速率相等时, 体系所处的状态。 1. 建立平衡的前提:只有恒温条件下,封闭体系中进行 的可逆反应才能建立化学平衡。 2. 建立平衡的条件:正逆反应速率相等。 3. 建立平衡的标志:平衡状态是 封闭体系中可逆反应进行的最 大限度,各物质的浓度都不随 时间而改变。 4. 化学平衡是有条件的平衡:当外 界因素改变时,正逆反应速率都 会发生变化,原有的平衡会被破 坏,直到建立新的动态平衡
5.2化学平衡常数N,O4 (g)2NO,(g)373K040802060100时间/秒(s)N,04浓度/molL0.1000.0700.0500.0400.0400.040NO,浓度/molL0.0000.1200.0600.1000.1200.120373K时,用0.100mol.L-1N,0.建立的平衡体系平衡浓度:[N,04] =0.040 mol-L-1平衡浓度:[NO2]=0.120 mol·L-1用1代表平衡浓度,℃代表起始浓度或未达到平衡时的浓度
7 373K时,用0.100 molL-1 N2O4建立的平衡体系 平衡浓度:[N2O4 ] = 0.040 molL-1 平衡浓度:[NO2 ] = 0.120 molL-1 用[ ]代表平衡浓度,c 代表起始浓度或未达到平 衡时的浓度。N O (g) 2NO (g) 2 4 2 ⎯⎯⎯⎯→ 373K 5.2 化学平衡常数
N,O4(g)2NO2(g)可用不同的方法建立这个平衡:373K初始浓度平衡浓度[NO2] /[N2O4]mol-L!mol·L!NO20.0000.120实验1(0.120)/0.040 = 0.36N2040.1000.040NO20.1000.072(0.072)/0.014=0.37实验2N2040.0000.014NO20.1000.160实验3(0.160)%0.070 = 0.36N2040.1000.070可见,不论反应的初始浓度如何,不管反应是从正向开始还是逆向开始,最后均达到平衡。NO,平衡浓度的二次方与N,O4平衡浓度的一次方的比值是相同的。8
8 可见,不论反应的初始浓度如何,不管反应 是从正向开始还是逆向开始,最后均达到平衡。 NO2 平衡浓度的二次方与N2O4 平衡浓度的 一次方的比值是相同的。 可用不同的方法建立这个平衡:373K N O (g) 2NO (g) 2 4 2 ⎯⎯⎯⎯→
经验平衡常数5.2.1通过实验还发现:当温度变化时,[NO,]2/[N,O4] 的比值也随之改变。但在给定的温度下不管浓度如何变化,比值均为一个常数[NO, ]K.=[N,O4]273323373T(K)Kc0.360.00050.022K.的值与化学反应的浓度无关,仅决定于反应温度,反应温度不同,K的值也不相同9
9 通过实验还发现:当温度变化时,[NO2 ] 2 / [N2O4 ] 的比值也随之改变。但在给定的温度下, 不管浓度如何变化,比值均为一个常数。 2 2 2 4 [NO ] [N O ] K c = Kc的值与化学反应的浓度无关,仅决定于反应温 度,反应温度不同, Kc的值也不相同。 5.2.1 经验平衡常数
对于一般可逆反应:aA+bBgG+hH[G][H]hK浓度平衡常数K[A]"[B]bK为给定温度下的经验平衡常数在一定的温度下,可逆反应达到平衡时生成物的浓度的计量数为指数的幂的乘积,与反应物的浓度的计量数为指数的幂的乘积之比为一个常数。10
10 对于一般可逆反应: aA bB gG hH + + ⎯⎯⎯⎯→ g h a b [G] [H] [A] [B] K c = Kc为给定温度下的经验平衡常数。 在一定的温度下,可逆反应达到平衡时, 生成物的浓度的计量数为指数的幂的乘积,与 反应物的浓度的计量数为指数的幂的乘积之比 为一个常数。 Kc ——浓度平衡常数