第三章 化学平衡
§ 3-1 化学平衡
§ 3－ 2化学平衡的移动
§ 3-1 化学平衡
可逆反应与化学平衡
经验平衡常数
平衡常数与化学反应进行的程度
标准平衡常数
标准平衡常数与化学反应的方向
1,可逆反应与化学平衡
（ 1） 可逆反应,在一定条件下, 反应即
可从左向右进行, 又可以从右向左进行的反
应叫可逆反应 。
例：高温下
CO(g)+H2O(g) ≒ CO2(g)+H2（ g）
例,Ag +(aq) + Cl - (aq) ≒ AgCl (s) ?
化学反应的这种性质叫反应的可逆性 。 几
乎所有的反应都具有可逆性, 只是可逆性程
度不同 。 可逆反应最终将导致化学平衡状态 。
（ 2） 化学平衡：
可逆反应中, 正反应速度与逆反应速度
相等时的状态 。
在化学平衡状态下：反应并未停止，只
是正逆反应速度相等。因此化学平衡是一种
动态平衡。
（逆））（ ?? ?正
2,经验平衡常数：
（ 1） 经验平衡常数
在一定温度下, 可逆反应达平衡时, 生
成物浓度以反应方程式中计量系数为指数幂
的乘积与反应物浓度以反应方程式中计量系
数为指数幂的乘积之比为一常数, 即称为可
逆反应反应的经验平衡常数 Kc。
例,对 aA + bB ≒ gG + hH
ba
hg
BA
HG
Kc
][][
][][
?
Kc是用平衡浓度表示
的平衡常数,目的是与
Kp有所区别。
从上式可以看出：
当 （ g + h） = (a +b) 时, Kc无量纲 。
当 （ g + h） ≠(a +b) 时, Kc有量纲 。
（ 因为浓度有单位,mol/dm3）
对于气相反应：
a A (g) +b B (g) ≒ g G (g) + h H (g)
在某一温度下达平衡：
b
B
a
A
h
H
g
G
PP
PP
Kp
][][
][][
?
对于气相反应：用分
压表示可逆反应的经
验平衡常数 Kp。
对同一个反应,Kc和 Kp数值可能不等, 二
者之间的关系：
aA + bB ≒ gG + hH
Kp=Kc(RT)?n ?n=(g+h)-(a+b)
（ 推导：根据 ）
( 国际单位制：
P,Pa,
V,m3,
T,K,
R=8.314J·mol-1·K-1 )
C R TRTVnP ??
(2) 几点注意
a：书写平衡常数表达式时, 不要把反应体系中 纯固
体, 纯液体及水溶液中的水 的浓度写进去 。
例,CaCO3(S) ≒ CaO(S) + CO2(g) 复相反应
K = PCO2
复相反应的经验平衡常数用 K表示, 即不是 KC也
不是 KP。
Cr2O72-(aq) + H2O ≒ 2 CrO42-(aq) +2H+(aq)
? ? ? ?
? ??
??
?
2
72
222
4
OCr
HOCr
K C
b：平衡常数表达式与化学方程式的写法有关
? ? ? ?
? ?23
3
22'''
NH
HNKc ?
? ?
? ?? ?322
2
3'
HN
NH
K C ?
1/2N2 (g)+3/2H2(g) ≒ NH3（ g）
? ?
? ? ? ? 2/322/12
3''
HN
NH
K C ?
N2 (g)+3H2(g) ≒ 2NH3（ g）
2NH3（ g） ≒ N2 (g)+3H2(g)
)(
1
)( '''2'''
Kc
KcKc ??
c,两个反应方程式相加减时, 所得反应方程式
的平衡常数等于原来两个反应方程式的平衡
常数相乘 （ 相除 ） 。
例,2NO（ g） + O2（ g） ≒ 2NO2（ g） K1
2NO2 (g) ≒ N2O4 (g) K2
2NO (g) + O2 (g) ≒ N2O4 (g) K3= K1·K 2
3 平衡常数与化学反应进行的程度
体系达平衡时, 体系中各物质浓度不再
随时间而改变, 这时反应物已最大限度地转
变为产物 。
平衡常数 KC越大, 反应进行程度越大 。
我们用转化率来标志化学反应在某个具
体条件下的完成程度 。
转化率 = 已转化为产物的总量 / 反应物起
始的总量
例 1：反应 CO（ g） + H2O（ g） ≒ H2（ g） +CO2（ g） 在某
一温度 T时,KC=9,若 CO和 H2O的起始浓度均为
0.02mol/dm3,求 CO2的平衡转化率？
解：设平衡时体系中 H2和 CO2浓度均为 X mol/dm3
CO（ g） + H2O（ g） ≒ H2（ g） + CO2（ g）
起始 0.02 0.02 0 0
平衡 0.02－ X 0.02－ X X X
? ?? ?
? ?? ? ? ? 902.0 2
2
2
22 ?
?
??
X
X
OHCO
COH
K C
∴ X=0.015,
转化率：
%75%10002.0 015.0 ???
当 KC =4 时 即
? ?? ?
? ?? ? ? ? 402.0 2
2
2
22 ?
??? X
X
OHCO
COHK
C
∴ X =0.013 ∴ 转化率
%67%10002.0 013.0 ???
∴ Kc减小，转化率也随之减小。
KC和转化率都可以表示反应进行的程
度。
但 Kc与反应物的浓度无关，只于温度
有关，而转化率则与反应物的起始浓度有
关。
4 标准平衡常数
当体系达平衡时, 将平衡浓度除以标准浓度
C0=1.0mol/dm3,即得相对平衡浓度 。 所以体系
达平衡后, 物质相对平衡浓度不变 。
对于气相反应：将平衡分压除以标准压强
P0=1.013× 105Pa(1atm),得相对压强 。
相对浓度, 相对压强均无量纲 。
对可逆反应,a Aaq + b Baq ≒ g G aq+ h H aq
标准平衡常数,
? ? ? ?
? ? ? ? Cba
hg
K
C
B
C
A
C
H
C
G
K ?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
?
??
??
0
∵
C0=1.0mol/dm3
对气相反应：
a A（ g） + b B(g) ≒ g G(g) + h H(g)
Pb
B
a
A
h
H
g
G
K
P
P
P
P
P
P
P
P
K ?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?0
0 因为, P0 ≠ 1
对于复相反应,CaCO3(S) ≒ CaO(S) + CO2(g)
纯固体、纯液体及水，均不写出,
??
?
?
??
?
?
? 00 2
P
P
K CO
不论反应是在液相中、气
相中还是多相中，标准平
衡常数, K0均无量纲。
5 标准平衡常数与化学反应的方向
1,反应商：
对于反应 a A + b B ≒ g G + h H
某一时刻
?)( 反应商Q
? ? ? ?
? ? ? ? ba
hg
C
B
C
A
C
H
C
G
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
??
[Aˊ ] [Bˊ ] [Gˊ ] [Hˊ ]非平衡浓度,
当 Q=K0 平衡状态 ;
Q<K0 应正向进行 ;
Q > K0 反应逆向进行,
§ 3－ 2化学平衡的移动
1,浓度对平衡的影响
2,压强对平衡的影响
3,温度的影响
1 浓度对平衡的影响
化学平衡是一种动态平衡,在一定的条件下,可逆
反应达到平衡时,Q=K0。 若改变条件, 原有的平衡被
破坏, 随之将建立新的平衡 。
若改变条件：
Q＜ K0 则反应正向进行之后建
立新的平衡, (浓度, 压力 )
Q ＞ K0 则反应逆向进行之后建
立新的平衡, (浓度, 压力 )
若改变体系温度, 使 K0改变, 则出现 Q≠K0
∴ 导致平衡移动, 随之建立新的化学平衡 。
例 1:浓度对平衡的影响
反应 CO（ g） + H2O（ g） ≒ H2（ g） +CO2（ g）
在某一温度下, KC=9。 若反应开始时
[CO]=0.02mol/dm3,[H2O]=1.00mol/dm3
求 CO的转化率？
解, 设 反 应 达 平 衡 时, [H2] 和 [CO2] 均为
Xmol/dm3
CO（ g） + H2O（ g） ≒ H2（ g） +CO2（ g）
起始 0.02 1.00 0 0
平衡 0.02-X 1.00-X X X
9
0 1 9 9 5.0
)0.1)(02.0(]][[
]][[ 2
2
22 ?
?
??
??
X
XX
X
OHCO
COH
Kc
的转化率 =
%8.99%1 0 00 2 0 0.0 0 1 9 9 5.0 ?X
与前题相比,CO,H2O起始 0.02mol·dm3时,
转化率为 75%，
当 H2O为 1.00mol·dm3时, CO转化率增大到
99.8% 。
结论,增加反应物浓度, 减少生成物浓度, 平
衡向产物方向移动 。
2,压强对平衡的影响
利用 K0或 Kc均可以讨论化学平衡的问题
例, N2 (g)+3H2(g) ≒ 2NH3（ g）
3
00
2
0
0
22
3
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
?
P
P
P
P
P
P
K
HN
NH
若增加总压强至原来的 2倍，则各分压也变为
原来的 2倍,
0
3
2
4
1
22
2
22
3
K
P
P
P
P
P
P
Q
HN
NH
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
?
??
?
Q<K0,平衡向正方向进行。（增加压力，体系
向体积缩小的方向进行。）
对于反应前后分子数不变的可逆反应：
CO（ g） + H2O（ g） = H2（ g） +CO2（ g）
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
??
P
P
P
P
P
P
P
P
K
OHCO
HCO
2
22
0 增加总压力
2倍，则有
0
2
22
22
22
K
P
P
P
P
P
P
P
P
Q
OHCO
HCO
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
??
∴ 平衡不移动, 即压强对反应前后气体分子数不变的
反应, 平衡无影响 。
压强变化只是对那些反应前后气体分子数目有
变化的反应有影响 。 恒温下, 增大压强, 平衡向气体
分子数减少的方向移动 。 减小压强, 平衡向分子数增
大的方向移动 。
3.温度的影响 （ 涉及热力学内容, 不详细
介绍 。 ）
结论：升高温度, 平衡向吸热方向移
动 。 降低温度, 平衡向放热方向移动 。
1848年，法国科学家 Le Chatelier 提出：
如果改变平衡系统的条件之一（浓度、
压力和温度），平衡就向能减弱这种改变
的方向移动。
Le Chatelier原理适用于处于平衡状态
的系统，也适用于相平衡系统。
例题 1：
PCl5 (g) 在 523K达到分解平衡：
PCl5 (g) ≒ PCl3 (g) + Cl2
平衡浓度：
[PCl5]=1 mol/dm3,[PCl3]=[Cl2]=0.204 mol/dm3,
若温度不变压强减小一半，在新的平衡体系中，各物质浓
度为多少？ 解：根据已知条件求出 Kc,
0416.00.1 204.0204.0][ ]][[
5
23 ??? X
P C l
ClP C lKc
压强减小一半，体积增大一倍，浓度减小一半，所以从新建
立平衡：
PCl5 (g) ≒ PCl3 (g) + Cl2
起始 0.5 0.102 0.102
平衡 0.5-X 0.102+X 0.102+X
X=0.0368
所以,[PCl5]=0.5 - 0.0368=0.463mol/dm3
[PCl3]=[Cl2]=0.102 + 0.0368
=0.139mol/dm3
作业,P323,3,
P324:4,8,9,10,11,14,15,18,23
0416.0
5.0
)102.0(
][
]][[ 2
5
23 ?
?
?
??
X
X
P C l
ClP C l
Kc
§ 3-1 化学平衡
§ 3－ 2化学平衡的移动
§ 3-1 化学平衡
可逆反应与化学平衡
经验平衡常数
平衡常数与化学反应进行的程度
标准平衡常数
标准平衡常数与化学反应的方向
1,可逆反应与化学平衡
（ 1） 可逆反应,在一定条件下, 反应即
可从左向右进行, 又可以从右向左进行的反
应叫可逆反应 。
例：高温下
CO(g)+H2O(g) ≒ CO2(g)+H2（ g）
例,Ag +(aq) + Cl - (aq) ≒ AgCl (s) ?
化学反应的这种性质叫反应的可逆性 。 几
乎所有的反应都具有可逆性, 只是可逆性程
度不同 。 可逆反应最终将导致化学平衡状态 。
（ 2） 化学平衡：
可逆反应中, 正反应速度与逆反应速度
相等时的状态 。
在化学平衡状态下：反应并未停止，只
是正逆反应速度相等。因此化学平衡是一种
动态平衡。
（逆））（ ?? ?正
2,经验平衡常数：
（ 1） 经验平衡常数
在一定温度下, 可逆反应达平衡时, 生
成物浓度以反应方程式中计量系数为指数幂
的乘积与反应物浓度以反应方程式中计量系
数为指数幂的乘积之比为一常数, 即称为可
逆反应反应的经验平衡常数 Kc。
例,对 aA + bB ≒ gG + hH
ba
hg
BA
HG
Kc
][][
][][
?
Kc是用平衡浓度表示
的平衡常数,目的是与
Kp有所区别。
从上式可以看出：
当 （ g + h） = (a +b) 时, Kc无量纲 。
当 （ g + h） ≠(a +b) 时, Kc有量纲 。
（ 因为浓度有单位,mol/dm3）
对于气相反应：
a A (g) +b B (g) ≒ g G (g) + h H (g)
在某一温度下达平衡：
b
B
a
A
h
H
g
G
PP
PP
Kp
][][
][][
?
对于气相反应：用分
压表示可逆反应的经
验平衡常数 Kp。
对同一个反应,Kc和 Kp数值可能不等, 二
者之间的关系：
aA + bB ≒ gG + hH
Kp=Kc(RT)?n ?n=(g+h)-(a+b)
（ 推导：根据 ）
( 国际单位制：
P,Pa,
V,m3,
T,K,
R=8.314J·mol-1·K-1 )
C R TRTVnP ??
(2) 几点注意
a：书写平衡常数表达式时, 不要把反应体系中 纯固
体, 纯液体及水溶液中的水 的浓度写进去 。
例,CaCO3(S) ≒ CaO(S) + CO2(g) 复相反应
K = PCO2
复相反应的经验平衡常数用 K表示, 即不是 KC也
不是 KP。
Cr2O72-(aq) + H2O ≒ 2 CrO42-(aq) +2H+(aq)
? ? ? ?
? ??
??
?
2
72
222
4
OCr
HOCr
K C
b：平衡常数表达式与化学方程式的写法有关
? ? ? ?
? ?23
3
22'''
NH
HNKc ?
? ?
? ?? ?322
2
3'
HN
NH
K C ?
1/2N2 (g)+3/2H2(g) ≒ NH3（ g）
? ?
? ? ? ? 2/322/12
3''
HN
NH
K C ?
N2 (g)+3H2(g) ≒ 2NH3（ g）
2NH3（ g） ≒ N2 (g)+3H2(g)
)(
1
)( '''2'''
Kc
KcKc ??
c,两个反应方程式相加减时, 所得反应方程式
的平衡常数等于原来两个反应方程式的平衡
常数相乘 （ 相除 ） 。
例,2NO（ g） + O2（ g） ≒ 2NO2（ g） K1
2NO2 (g) ≒ N2O4 (g) K2
2NO (g) + O2 (g) ≒ N2O4 (g) K3= K1·K 2
3 平衡常数与化学反应进行的程度
体系达平衡时, 体系中各物质浓度不再
随时间而改变, 这时反应物已最大限度地转
变为产物 。
平衡常数 KC越大, 反应进行程度越大 。
我们用转化率来标志化学反应在某个具
体条件下的完成程度 。
转化率 = 已转化为产物的总量 / 反应物起
始的总量
例 1：反应 CO（ g） + H2O（ g） ≒ H2（ g） +CO2（ g） 在某
一温度 T时,KC=9,若 CO和 H2O的起始浓度均为
0.02mol/dm3,求 CO2的平衡转化率？
解：设平衡时体系中 H2和 CO2浓度均为 X mol/dm3
CO（ g） + H2O（ g） ≒ H2（ g） + CO2（ g）
起始 0.02 0.02 0 0
平衡 0.02－ X 0.02－ X X X
? ?? ?
? ?? ? ? ? 902.0 2
2
2
22 ?
?
??
X
X
OHCO
COH
K C
∴ X=0.015,
转化率：
%75%10002.0 015.0 ???
当 KC =4 时 即
? ?? ?
? ?? ? ? ? 402.0 2
2
2
22 ?
??? X
X
OHCO
COHK
C
∴ X =0.013 ∴ 转化率
%67%10002.0 013.0 ???
∴ Kc减小，转化率也随之减小。
KC和转化率都可以表示反应进行的程
度。
但 Kc与反应物的浓度无关，只于温度
有关，而转化率则与反应物的起始浓度有
关。
4 标准平衡常数
当体系达平衡时, 将平衡浓度除以标准浓度
C0=1.0mol/dm3,即得相对平衡浓度 。 所以体系
达平衡后, 物质相对平衡浓度不变 。
对于气相反应：将平衡分压除以标准压强
P0=1.013× 105Pa(1atm),得相对压强 。
相对浓度, 相对压强均无量纲 。
对可逆反应,a Aaq + b Baq ≒ g G aq+ h H aq
标准平衡常数,
? ? ? ?
? ? ? ? Cba
hg
K
C
B
C
A
C
H
C
G
K ?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
?
??
??
0
∵
C0=1.0mol/dm3
对气相反应：
a A（ g） + b B(g) ≒ g G(g) + h H(g)
Pb
B
a
A
h
H
g
G
K
P
P
P
P
P
P
P
P
K ?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?0
0 因为, P0 ≠ 1
对于复相反应,CaCO3(S) ≒ CaO(S) + CO2(g)
纯固体、纯液体及水，均不写出,
??
?
?
??
?
?
? 00 2
P
P
K CO
不论反应是在液相中、气
相中还是多相中，标准平
衡常数, K0均无量纲。
5 标准平衡常数与化学反应的方向
1,反应商：
对于反应 a A + b B ≒ g G + h H
某一时刻
?)( 反应商Q
? ? ? ?
? ? ? ? ba
hg
C
B
C
A
C
H
C
G
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
?
??
??
[Aˊ ] [Bˊ ] [Gˊ ] [Hˊ ]非平衡浓度,
当 Q=K0 平衡状态 ;
Q<K0 应正向进行 ;
Q > K0 反应逆向进行,
§ 3－ 2化学平衡的移动
1,浓度对平衡的影响
2,压强对平衡的影响
3,温度的影响
1 浓度对平衡的影响
化学平衡是一种动态平衡,在一定的条件下,可逆
反应达到平衡时,Q=K0。 若改变条件, 原有的平衡被
破坏, 随之将建立新的平衡 。
若改变条件：
Q＜ K0 则反应正向进行之后建
立新的平衡, (浓度, 压力 )
Q ＞ K0 则反应逆向进行之后建
立新的平衡, (浓度, 压力 )
若改变体系温度, 使 K0改变, 则出现 Q≠K0
∴ 导致平衡移动, 随之建立新的化学平衡 。
例 1:浓度对平衡的影响
反应 CO（ g） + H2O（ g） ≒ H2（ g） +CO2（ g）
在某一温度下, KC=9。 若反应开始时
[CO]=0.02mol/dm3,[H2O]=1.00mol/dm3
求 CO的转化率？
解, 设 反 应 达 平 衡 时, [H2] 和 [CO2] 均为
Xmol/dm3
CO（ g） + H2O（ g） ≒ H2（ g） +CO2（ g）
起始 0.02 1.00 0 0
平衡 0.02-X 1.00-X X X
9
0 1 9 9 5.0
)0.1)(02.0(]][[
]][[ 2
2
22 ?
?
??
??
X
XX
X
OHCO
COH
Kc
的转化率 =
%8.99%1 0 00 2 0 0.0 0 1 9 9 5.0 ?X
与前题相比,CO,H2O起始 0.02mol·dm3时,
转化率为 75%，
当 H2O为 1.00mol·dm3时, CO转化率增大到
99.8% 。
结论,增加反应物浓度, 减少生成物浓度, 平
衡向产物方向移动 。
2,压强对平衡的影响
利用 K0或 Kc均可以讨论化学平衡的问题
例, N2 (g)+3H2(g) ≒ 2NH3（ g）
3
00
2
0
0
22
3
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
?
P
P
P
P
P
P
K
HN
NH
若增加总压强至原来的 2倍，则各分压也变为
原来的 2倍,
0
3
2
4
1
22
2
22
3
K
P
P
P
P
P
P
Q
HN
NH
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
??
?
?
?
??
?
Q<K0,平衡向正方向进行。（增加压力，体系
向体积缩小的方向进行。）
对于反应前后分子数不变的可逆反应：
CO（ g） + H2O（ g） = H2（ g） +CO2（ g）
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
??
P
P
P
P
P
P
P
P
K
OHCO
HCO
2
22
0 增加总压力
2倍，则有
0
2
22
22
22
K
P
P
P
P
P
P
P
P
Q
OHCO
HCO
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
??
∴ 平衡不移动, 即压强对反应前后气体分子数不变的
反应, 平衡无影响 。
压强变化只是对那些反应前后气体分子数目有
变化的反应有影响 。 恒温下, 增大压强, 平衡向气体
分子数减少的方向移动 。 减小压强, 平衡向分子数增
大的方向移动 。
3.温度的影响 （ 涉及热力学内容, 不详细
介绍 。 ）
结论：升高温度, 平衡向吸热方向移
动 。 降低温度, 平衡向放热方向移动 。
1848年，法国科学家 Le Chatelier 提出：
如果改变平衡系统的条件之一（浓度、
压力和温度），平衡就向能减弱这种改变
的方向移动。
Le Chatelier原理适用于处于平衡状态
的系统，也适用于相平衡系统。
例题 1：
PCl5 (g) 在 523K达到分解平衡：
PCl5 (g) ≒ PCl3 (g) + Cl2
平衡浓度：
[PCl5]=1 mol/dm3,[PCl3]=[Cl2]=0.204 mol/dm3,
若温度不变压强减小一半，在新的平衡体系中，各物质浓
度为多少？ 解：根据已知条件求出 Kc,
0416.00.1 204.0204.0][ ]][[
5
23 ??? X
P C l
ClP C lKc
压强减小一半，体积增大一倍，浓度减小一半，所以从新建
立平衡：
PCl5 (g) ≒ PCl3 (g) + Cl2
起始 0.5 0.102 0.102
平衡 0.5-X 0.102+X 0.102+X
X=0.0368
所以,[PCl5]=0.5 - 0.0368=0.463mol/dm3
[PCl3]=[Cl2]=0.102 + 0.0368
=0.139mol/dm3
作业,P323,3,
P324:4,8,9,10,11,14,15,18,23
0416.0
5.0
)102.0(
][
]][[ 2
5
23 ?
?
?
??
X
X
P C l
ClP C l
Kc
