《化学与环境》第一章 化学平衡原理

第一章化学平衡原理 §1-2化学平衡 △系统(体系) 环境 Δ△相:系统中物理性质和化学性质完全相 同的任何均匀部分,而且同其他部 分有一定的界面分隔开来的,叫作 个相。 单(均)相系统 多(非均)相系统:

1 第一章 化学平衡原理 △系统（体系）： 环境： △△相：系统中物理性质和化学性质完全相 同的任何均匀部分，而且同其他部 分有一定的界面分隔开来的，叫作 一个相。 ┌单（均）相系统： └多（非均）相系统： §1-2 化学平衡

H4g+1(g)=2H(g) gaseous HI H2,1 H2,I2 t/

2 H2 (g)+I2 (g)=2HI(g) gaseous

2-1分压定律: 压力计 压力计 250Pa) 道尔顿分压定律 压力计 (300Pa) 道尔顿 (1766-1844) 氧气 氧气和氮气的混合物 1条件:①气体彼此不发生反应; ②理想气体 ③温度不变。 2分压 3分压定律:P=∑P Total

3 2-1 分压定律： 1.条件：①气体彼此不发生反应； ②理想气体； ③温度不变。 2.分压： 3.分压定律： pT =  pi Total

p, V=n RT' T RT (1)÷(2) pr T T 盐酸 目氢和水蒸汽的混合气体 锌粒 水(20c)

4 pi VT = ni RT pT VT = nT RT ——⑴ ——⑵ ⑴÷⑵ T i T i n n p p = T T i i p n n p =

22标准平衡常数Ke及其计算 1物质的标准(状)态 气体:pO=101.325kPa 溶液:cO=1.0mol·Ll 其他相的液体、固体,稀溶液的溶剂 温度:29815K 2相对夯压:p/p 相对浓度:c/ce 3标准平衡常数Ke:H2g)+12(g2H(g (p(H)/Pop p(H2)/pexpll2)/pe

5 2-2 标准平衡常数K 及其计算: 1.物质的标准（状）态： 气体：p  ＝101.325 kPa 溶液：c  ＝1.0 mol·L-1 其他相的液体、固体, 稀溶液的溶剂： 温度：298.15 K 2.相对分压：p／p  相对浓度：c／c  3.标准平衡常数K  : H2 (g)+I2 (g)=2HI(g) ( ( ) ) ( ( ) )( ( ) )    p H p p I p p HI p / / / 2 2 2

Zn(s)+2H+(aq=h2(g)+ Zn f(aq) solid aqueous gaseous K (p(H2)p)(c(Zn2)/c°) (c(H)c°)2 Hoo liquid 4平衡常数的意义 ①方向和程度 Ke>>1正反应趋势很大 Ke<<1逆反应趋势很大

6 2 2 2 ( (H )/ ) ( (H )/ )( (Zn )/ ) +   +   = c c p p c c K H2O(l) liquid 4.平衡常数的意义： ①方向和程度 K  ＞＞1 正反应趋势很大 K  ＜＜1 逆反应趋势很大 Zn(s)＋2H＋(aq)＝H2 (g)＋Zn2＋(aq) solid aqueous gaseous

②平衡常数表式和反应式的写法有关。 302台203K°=(D(O3)/p°)2p(O2)p°)3 302O,K=(n(O3)P0)(O2)/p2)32 203分302K°=(D(O2)p)3(p(O3)p°)2 K°=(K)2=1/K ③平衡常数随温度变化。 ④方程式相加(减),其Kθ相乘(除)。 方程式乘系数n,其KO变为(Ke)n

7 ②平衡常数表达式和反应式的写法有关。 3O2  2O3 3 2 2 3 ( (O )/ ) /( (O )/ )    K = p p p p ' 2 '' ( ) 1/    K = K = K ③平衡常数随温度变化。 ④方程式相加（减），其K 相乘（除）。 方程式乘系数n，其K 变为（K  ）n 。 O2 O3 2 3  2O3  3O2 2 3 3 2 '' ( (O ) / ) /( (O ) / )    K = p p p p 3/ 2 3 2 ' ( (O ) / ) /( (O ) / )    K = p p p p

5.有关平衡常数的计算 ①反应体系的起始状态和平衡状态 ②反应的条件:T=T (1)等容过程:V=V 0 n#0 p tp (2)等压过程:p'=p △n=0V=V △n0V≠V

8 5. 有关平衡常数的计算： ①反应体系的起始状态和平衡状态： ②反应的条件：T’ ＝T ⑴等容过程：V’ ＝V △n＝0 p’ ＝p △n≠0 p’≠p ⑵等压过程： p ’ ＝p △n＝0 V’ ＝V △n≠0 V’≠V

③平衡转化率 定义 △ C ×100 ×100

9 100% 100% '  −  =  = − i i i i i i n n n n n  ③平衡转化率： 定义：

●:将1.000molS02和1.000molO2的混合物 在873K和101kPa下缓慢通过v2O催化剂 生成SO3,达到平衡后,测得剩余物中有 0615molO2,求K和a(SO2) 2SO2 g+ O2(g)=2So3(g) n/ mol 1.000 1.000 0 n/mol1.000-2×0.3850615 2×0.385 0.230 0.615 0.770 /kPa0230 0.615 0.770 101 ×10 ×101 1.615 1.615 1.615 144 38.5 48.2

10 例：将1.000 mol SO2和1.000 mol O2的混合物 在873 K和101 kPa下缓慢通过V2O5催化剂， 生成SO3，达到平衡后，测得剩余物中有 0.615 mol O2，求K 和α（SO2 )。 2SO2 (g) ＋ O2 (g) ＝ 2SO3 (g) n ／ mol 1.000 1.000 0 n ’／mol 1.000－2×0.385 0.615 2×0.385 0.230 0.615 0.770 p ’／kPa 101 1.615 0.230  101 1.615 0.615  101 1.615 0.770  14.4 38.5 48.2