1
第二讲 化学平衡
化学反应研究的重要问题,
(1) 反应的方向性；
(2) 反应的转化率, 化学平衡问题；
(热力学问题 )
(3) 反应所需时间, 反应的速度 。
(动力学问题 )
2
第二讲 化学平衡
本章将热力学原理应用于化学反应，解决
化学反映的方向和限度问题
1、反应能否进行（判据 deltG,deltF）
2、温度、压力、浓度对平衡的影响
3
一, 可逆反应和化学平衡
1,可逆反应；
CO + H2O CO2 + H2
2,不可逆反应；
2KClO3 2KCl + 3O2
3,条件下可逆反应
2H2O(g) 2H2(g) + O2(g)
在等温等压条件下, 标准态下反应的
?G° = 0 是过程平衡的标志 。
4
气相化学反应 N2O4(g) = 2NO2(g)
见课本 P15
Kp:经验平衡常数
0 20 40 60 80 100
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
N
2
O
4
N O
2
C
o
n
c
e
n
t
r
a
t
i
o
n
/
mo
l
.
l
-1
T i me / s
5
4、化学平衡
① 化学平衡是化学反应进行的 最大限度
② 正逆两方向 速度相等，但不等于零
③ 是 有条件的、相对的、暂时的 动态平衡
6
二、化学平衡常数
1,(实验 )平衡常数表达式
控速步反应,aA + bB gG + dD
?正 = k(cA)a · (cB)b
?逆 = k’(cG)g · (cD)d
化学平衡时,?正 = ?逆
k[A]a ·[B]b= k’[G]g · [D]d
KC = k / k’ =
7
1),对于溶液中的反应
Kc =
[A],[B],[G],[D]分别代表了物质 A,B,G、
D在平衡时的浓度；
Kc为浓度平衡常数；单位,(mol·dm-3) ??
?? = (g + d) – (a+b) ?? = 0 时, Kc无量纲,
?? ? 0 时, Kc有量纲,
8
2),对于气相中的反应
aA + bB gG + dD
① 压力平衡常数
Kp =
pG,pD,pA,pB, 分别代表了气态物质 A,B
,G,D平衡时的分压
9
Kp为压力平衡常数
KP量纲,(Pa) ??, (kPa) ??, (atm) ??
?? = 0 时, K
P无量纲,
?? ? 0 时, KP有量纲,
10
② 浓度平衡常数
KC =
2,KP与 KC的关系
反应物生成物都近乎理想气体
气态方程 p = cRT 时
KP = KC(RT) ?? (只应用于单纯气态反应 )
?? = 0 时, KP = Kc
11
例,Zn(S) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+ (aq)
Kx = [Zn2+]·p(H2)/[H+]2
Kx,Pa·(mol·dm?3)?1,kPa·(mol·dm?3)?1,
atm·(mol·dm?3) ?1,
3,实验平衡常数 (经验平衡常数 )
浓度平衡常数, 压力平衡常数和杂平衡常数都属
于经验平衡常数 (实验平衡常数 )
12
各种平衡常数的表示和关系
Kp
Kc
Kx
Ksigma
If DeltV=0 then
Kp=Kc=Kx=Ksigma
P16-17
13
三、标准平衡常数 (K ° )
相对浓度或相对压力 ? 标准平衡常数 K °
(r表示 relative,相对的 )
对于反应 a A + b B g G + d D
则相对浓度或相对压力为,
pir = pi/p° p° = 1.013 ? 105 Pa－ 气体
cir = ci/c° c° = 1mol ·dm-3 － 溶液
pxr = px / p° cxr = cx / c°
表示物质的量的相对大小, 是纯数；
平衡时, 它们之间数值上的关系定义为 标准
平衡常数 K°
14
1,气相反应的 K°
a A(g) + b B(g) gG(g) + dD(g)
(pG / p° )g ·(pD/ p° )d
K ° =
(pA/ p° )a ·(pB/ p° )b
K° 无量纲
平衡时：气态物质的分压为 px
则物质 X的相对压力为 px / p°
p° 为标准压力, 1?105 Pa,1?102 kPa,1atm
15
2,溶液相的反应 K°
aA + bB gG + dD
([G] / c° )g ·([D]/c° )d
K° =
([A]/ c° )a ·([B]/ c° )b
溶液中,
物质浓度为 cx mol·dm?3
物质 X的相对浓度为 cx /c°
c° 为标准浓度 1 mol·dm?3
16
3,对于复相反应
Zn (s) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+ (aq)
(p(H2)/ p° )([Zn2+]/ c° )
K° =
([H+]/ c° )2
17
4,标准平衡常数
对某一化学反应式, 以平衡时的反应物及生
成物的 相对压力, 相对浓度的数值 应用到质
量作用定律中, 得到唯一的 无量纲纯数, 称
为该反应在该温度下的 平衡常数 (标准平衡
常数 )
18
四、化学平衡常数的几点说明,
① 平衡常数表达式需与反应方程式相对应
例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g)
K1 = 1.60 ? 10 ?5
1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g)
K2 = 3.87 ? 10 ?2
K1 ? K2, K1 = K22
19
②纯固体与纯液态在平衡常数表达式中不出现 ；
例 1,Cr2O72? + H2O 2CrO42? + 2H+
K° =
例 2,Ca2CO3 (s) === CaO (s) + CO2(g)
K° =
20
③ 平衡常数只表现反应进行的程度，即可能
性问题，而不表现到达平衡所需的时间,
即现实性问题；
K° 越大, 反应越彻底, 反应倾向性越大；
K > 107 正向进行； K < 10?7逆向进行 。
例 2SO2 (g) + O2 (g) ==== 2SO3 (g)
298K时, K° =3.6 ? 10 24
21
④多重平衡规则
若干方程式相加 (减 )，则总反应的平衡
常数等于分步平衡常数之乘积 (商 )
例 1,2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1
2NO2 (g) N2O4 K2
2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 ? K2
22
例 2,
C (s) + CO2(g) 2CO(g) K
C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1
CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2
K = K1/K2
23
⑤ 标准平衡常数 K° 与温度有关,因此要注明
K° 的温度条件,通常一个温度下 同一化学反应
只有一个 K° 。
⑥ 上述平衡常数与平衡体系 各 组分分压或浓度
的关系，严格地说只是对于 气体分压不太高，
溶质的浓度比较稀的情况下适用 。
24
自由能与平衡判据
25
自由能与平衡判据
26
自由能与平衡判据
27
自由能与平衡判据
28
孤立体系
封闭体系
热力学判据
29
热力学判据
30
热力学基本关系式
31
热力学基本关系式
32
热力学基本关系式
33
热力学基本关系式
34
的计算
35 ? ? ?G G Gf f
? ? ?? ?? ?
生成物 反应物
36
随温度变化
37
随温度变化
38
？
39
随压力变化
P25
40
化学平衡常数与自由能的关系
? 化学平衡常数与标准反应自由能的关系
aA g p bB g p cC g p dD g pA B C D(,) (,) (,) (,)? ? ?
? G n R T pp? ln
0
? ?G G RT p pp pC
c
V
d
A
a
B
b
? ? ? ln ( ) ( )
( ) ( )
=-RTlnKp ?G? Kp是温度的函数
P26-28
标准自由
能变化
41
温度和压力对化学平衡常数的影响
? 温度对化学平衡常数的影响
? 范特霍夫 (Van’t Hoff)方程
P29
1 结论,P29-30
2 deltH随温度的变化
对 Kp的影响,P30
42
43
44
（ 1） 利用平衡常数求物质或产物的浓度,
求反应物的转化率 。
反应物起始浓度 －反应物平衡浓度
平衡转化率 α= × 100
反应物起始浓度
（ 2） 利用实验数据求平衡常数 。
有关平衡常数的计算示例
45
(1) 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g),K1
(2) H2(g)+ 1/2O2(g) = H2O(g),K2
(3) 2H2O(g) = 2H2(g)+ O2(g),K3
同一温度，上述各反应平衡常数之间的关系
是
A,K1 = K2 = K3; B,K1 2= K2 = 1/K3;
C,K1 = K2 2=1/K3; D,K1 =1/ K2 = K3
答案,C
46
例 1,在一个 10L的密闭容器中,以一氧化碳与水蒸
气混合加热时,存在以下平衡,
CO(g) + H2O(g) CO2(g) ＋ H2(g) 在 800° C
时,若 Kc = 1,用 2molCO及 2molH2O互相混合,加热
到 800° C,求平衡时各种气体的浓度以及 CO的转
化率。
解,CO(g) + H2O(g) = CO2(g) ＋ H2(g)
初浓 /mol·dm-3 0.2 0.2 0 0
平衡 /mol·dm-3 0.2-x 0.2-x x x
x2/(0.2-x)2 =1
解得, [CO2] = 0.1 mol·dm-3 = [H2] = [CO] = [H2O]
转化率 ? = 0.1/0.2× 100% = 50%
47
例 2,合成氨反应在 500oC建立平衡 p(NH3) =3.53?106Pa,
p(N2) = 4.13??106Pa,p(H2) = 12.36??106Pa,试分别求该
反应 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 的标准平衡常 数
K° 与经验平衡常数 Kp,Kc。
解,N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)
平衡压力 /? 106Pa,4.13 12.36 3.53
K° = = 1.63 ? 10-5
Kp = = 1.598 ?10-15(Pa)-2
∵ Kp = Kc?(RT) △ n △ n = -2
Kc = Kp/ (RT)-2 = 6.60 ?10-8mol-2·L 2
48
?例 3、计算 298K时，反应
H2(g) ＋ CO2(g) = H2O(g) + CO(g)在
(1) 标准状态下,(2) 起始压力为
pH2 ＝ 4?105 Pa,pCO2 ＝ 5?104 Pa,
pH2O ＝ 2?102 Pa,pco ＝ 5 ?102 Pa 时的反应
方向及该反应的 K
解（ 1） H2(g) ＋ CO2(g) = H2O(g) + CO(g)
?fG° /kJ mol-1 0 -394.4 -228.6 -137.2
?G° =28.6 kJ mol-1 > 0,标态下非自发,
逆向自发
49
(3) Q° ={ [5 ?102/1 ?105] ? [2 ?102/1 ?105] }/
{[4 ?105/1 ?105] ? [5 ?104/1 ?105] }
= 5 ? 10-6 < K°
因此该反应正向自发进行。
（ 2） ?G ° ＝ - RTlnK°
28600 ＝ - 8.314 ? 298lnK°
K° = 9.698 ? 10-6
50
例 4,在高温时 2HI(g) = H2 (g) + I2 (g) 分解,在一
密闭容器中,有 2molHI,在 440℃ 时达到化学平衡，
其 Kc = 2× 10-2,求 HI的分解率。
解,2HI(g) = H2 (g) + I2 (g)
初 /mol·dm-3 2 0 0
平 /mol·dm-3 2-2x x x
Kc = = 2× 10-2
x = 0.2204 mol·dm-3
分解率 = × 100% = 22.04%
51
化学平衡的移动
平衡移动,从旧的平衡状态转到新的平衡状
态的过程，称为 平衡移动 。
改变平衡体系的条件之一,如温度、压力或
浓度,平衡就向减弱这个改变的方向移动。
52
一、浓度对化学平衡的影响
对于化学反应 a A + b B g G + d D,
?G = - RTlnK + RTlnQ＝ RTlnQ/K
增大反应物浓度（或分压）,减小生成物
浓度时（或分压）,Q减小,?G < 0,平衡
正向移动,
减小反应物浓度（或分压）,平衡逆向移
动。
53
例,(1)已知 CO(g) ＋ H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)的 K
= 9,若 CO和 H2O的起始浓度分别为 2 mol ·dm-3,计
算 CO(g)在 673K时的最大转化率 。
(2) 当 H2O的起始浓度变为 4 mol· dm-3,CO的最大
转化率为多少？
54
CO(g) ＋ H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)
起 2.0 2.0 0 0
平 2.0-x 2.0-x x x
K= = 9
x = 1.5 mol dm-3
CO的最大转化率为, 1.5/2 × 100% = 75%
解, (1) 已知 K = 9
55
(3) CO(g) ＋ H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)
起 2.0 4.0 0 0
平 2.0-y 4.0-y y y
K = = 9
y = 1.84 mol dm-3
CO的最大转化率为, × 100% = 92%
56
二、压力对化学平衡的影响
1,压力对固相或液相的平衡没有影响；
2,对反应前后计量系数不变的反应, 压力
对它们的平衡也没有影响；
3,反映前后计量系数不同时,
① 增大压力, 平衡向气体摩尔量减少的方
向移动；
②减少压力，平衡向气体摩尔量增加的方
向移动。
57
例,
325K时, 设反应 N2O4(g) = 2NO2(g)平衡总压为
1.00?105 Pa,N2O4的 分解率为 50.2%,若保持反
应温度不变, 增大 平衡压力至 106 Pa时,N2O4分
解率是多少?
58
解,N2O4(g) 2 NO2(g)
平衡前分压 p 0
平衡时 p ? p? 2 p?
平衡时, 体系总压力为
p ? p? + 2 p? = p(1 + ?) = 105 Pa,
解得, p = 6.66 ? 104 Pa
p(N2O4) = p总 ? = p总 ?
= 3.316 ? 104 Pa
p(NO2) = p总 ? = p总 ?
= 6.68 ? 104 Pa
59
K = = = 1.344
平衡总压力为 1.0 ? 106Pa时,
p(N2O4) + p(NO2) = p(1 + ?) = 106 Pa
(p为平衡前 N2O4压力 ),
平衡时, p(N2O4) = 106 ?
p(NO2) = 106 ?
60
K = = = 1.344
([106 ? 2 ?)/(1 + ?)]/105)2
K = = 1.344
([106 ? (1 ? ?)/(1 + ?)] /105)
(10 ? 2 ?)2
= 1.344
[10 ? (1 ? ?)/(1 + ?)]
∴ ? = 0.180
压力增大后, 转化率减少, 即：压力增大时,
平衡向气体摩尔量减少的方向移动 。
61
温度对化学平衡的影响
62
温度对化学平衡的影响
63
温度对化学平衡的影响
64
加惰性气体对反应常数的影响
65
加惰性气体对反应常数的影响
66
67
68
第二讲 化学平衡
化学反应研究的重要问题,
(1) 反应的方向性；
(2) 反应的转化率, 化学平衡问题；
(热力学问题 )
(3) 反应所需时间, 反应的速度 。
(动力学问题 )
2
第二讲 化学平衡
本章将热力学原理应用于化学反应，解决
化学反映的方向和限度问题
1、反应能否进行（判据 deltG,deltF）
2、温度、压力、浓度对平衡的影响
3
一, 可逆反应和化学平衡
1,可逆反应；
CO + H2O CO2 + H2
2,不可逆反应；
2KClO3 2KCl + 3O2
3,条件下可逆反应
2H2O(g) 2H2(g) + O2(g)
在等温等压条件下, 标准态下反应的
?G° = 0 是过程平衡的标志 。
4
气相化学反应 N2O4(g) = 2NO2(g)
见课本 P15
Kp:经验平衡常数
0 20 40 60 80 100
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
N
2
O
4
N O
2
C
o
n
c
e
n
t
r
a
t
i
o
n
/
mo
l
.
l
-1
T i me / s
5
4、化学平衡
① 化学平衡是化学反应进行的 最大限度
② 正逆两方向 速度相等，但不等于零
③ 是 有条件的、相对的、暂时的 动态平衡
6
二、化学平衡常数
1,(实验 )平衡常数表达式
控速步反应,aA + bB gG + dD
?正 = k(cA)a · (cB)b
?逆 = k’(cG)g · (cD)d
化学平衡时,?正 = ?逆
k[A]a ·[B]b= k’[G]g · [D]d
KC = k / k’ =
7
1),对于溶液中的反应
Kc =
[A],[B],[G],[D]分别代表了物质 A,B,G、
D在平衡时的浓度；
Kc为浓度平衡常数；单位,(mol·dm-3) ??
?? = (g + d) – (a+b) ?? = 0 时, Kc无量纲,
?? ? 0 时, Kc有量纲,
8
2),对于气相中的反应
aA + bB gG + dD
① 压力平衡常数
Kp =
pG,pD,pA,pB, 分别代表了气态物质 A,B
,G,D平衡时的分压
9
Kp为压力平衡常数
KP量纲,(Pa) ??, (kPa) ??, (atm) ??
?? = 0 时, K
P无量纲,
?? ? 0 时, KP有量纲,
10
② 浓度平衡常数
KC =
2,KP与 KC的关系
反应物生成物都近乎理想气体
气态方程 p = cRT 时
KP = KC(RT) ?? (只应用于单纯气态反应 )
?? = 0 时, KP = Kc
11
例,Zn(S) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+ (aq)
Kx = [Zn2+]·p(H2)/[H+]2
Kx,Pa·(mol·dm?3)?1,kPa·(mol·dm?3)?1,
atm·(mol·dm?3) ?1,
3,实验平衡常数 (经验平衡常数 )
浓度平衡常数, 压力平衡常数和杂平衡常数都属
于经验平衡常数 (实验平衡常数 )
12
各种平衡常数的表示和关系
Kp
Kc
Kx
Ksigma
If DeltV=0 then
Kp=Kc=Kx=Ksigma
P16-17
13
三、标准平衡常数 (K ° )
相对浓度或相对压力 ? 标准平衡常数 K °
(r表示 relative,相对的 )
对于反应 a A + b B g G + d D
则相对浓度或相对压力为,
pir = pi/p° p° = 1.013 ? 105 Pa－ 气体
cir = ci/c° c° = 1mol ·dm-3 － 溶液
pxr = px / p° cxr = cx / c°
表示物质的量的相对大小, 是纯数；
平衡时, 它们之间数值上的关系定义为 标准
平衡常数 K°
14
1,气相反应的 K°
a A(g) + b B(g) gG(g) + dD(g)
(pG / p° )g ·(pD/ p° )d
K ° =
(pA/ p° )a ·(pB/ p° )b
K° 无量纲
平衡时：气态物质的分压为 px
则物质 X的相对压力为 px / p°
p° 为标准压力, 1?105 Pa,1?102 kPa,1atm
15
2,溶液相的反应 K°
aA + bB gG + dD
([G] / c° )g ·([D]/c° )d
K° =
([A]/ c° )a ·([B]/ c° )b
溶液中,
物质浓度为 cx mol·dm?3
物质 X的相对浓度为 cx /c°
c° 为标准浓度 1 mol·dm?3
16
3,对于复相反应
Zn (s) + 2H+ (aq) H2 (g) + Zn2+ (aq)
(p(H2)/ p° )([Zn2+]/ c° )
K° =
([H+]/ c° )2
17
4,标准平衡常数
对某一化学反应式, 以平衡时的反应物及生
成物的 相对压力, 相对浓度的数值 应用到质
量作用定律中, 得到唯一的 无量纲纯数, 称
为该反应在该温度下的 平衡常数 (标准平衡
常数 )
18
四、化学平衡常数的几点说明,
① 平衡常数表达式需与反应方程式相对应
例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g)
K1 = 1.60 ? 10 ?5
1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g)
K2 = 3.87 ? 10 ?2
K1 ? K2, K1 = K22
19
②纯固体与纯液态在平衡常数表达式中不出现 ；
例 1,Cr2O72? + H2O 2CrO42? + 2H+
K° =
例 2,Ca2CO3 (s) === CaO (s) + CO2(g)
K° =
20
③ 平衡常数只表现反应进行的程度，即可能
性问题，而不表现到达平衡所需的时间,
即现实性问题；
K° 越大, 反应越彻底, 反应倾向性越大；
K > 107 正向进行； K < 10?7逆向进行 。
例 2SO2 (g) + O2 (g) ==== 2SO3 (g)
298K时, K° =3.6 ? 10 24
21
④多重平衡规则
若干方程式相加 (减 )，则总反应的平衡
常数等于分步平衡常数之乘积 (商 )
例 1,2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1
2NO2 (g) N2O4 K2
2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 ? K2
22
例 2,
C (s) + CO2(g) 2CO(g) K
C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1
CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2
K = K1/K2
23
⑤ 标准平衡常数 K° 与温度有关,因此要注明
K° 的温度条件,通常一个温度下 同一化学反应
只有一个 K° 。
⑥ 上述平衡常数与平衡体系 各 组分分压或浓度
的关系，严格地说只是对于 气体分压不太高，
溶质的浓度比较稀的情况下适用 。
24
自由能与平衡判据
25
自由能与平衡判据
26
自由能与平衡判据
27
自由能与平衡判据
28
孤立体系
封闭体系
热力学判据
29
热力学判据
30
热力学基本关系式
31
热力学基本关系式
32
热力学基本关系式
33
热力学基本关系式
34
的计算
35 ? ? ?G G Gf f
? ? ?? ?? ?
生成物 反应物
36
随温度变化
37
随温度变化
38
？
39
随压力变化
P25
40
化学平衡常数与自由能的关系
? 化学平衡常数与标准反应自由能的关系
aA g p bB g p cC g p dD g pA B C D(,) (,) (,) (,)? ? ?
? G n R T pp? ln
0
? ?G G RT p pp pC
c
V
d
A
a
B
b
? ? ? ln ( ) ( )
( ) ( )
=-RTlnKp ?G? Kp是温度的函数
P26-28
标准自由
能变化
41
温度和压力对化学平衡常数的影响
? 温度对化学平衡常数的影响
? 范特霍夫 (Van’t Hoff)方程
P29
1 结论,P29-30
2 deltH随温度的变化
对 Kp的影响,P30
42
43
44
（ 1） 利用平衡常数求物质或产物的浓度,
求反应物的转化率 。
反应物起始浓度 －反应物平衡浓度
平衡转化率 α= × 100
反应物起始浓度
（ 2） 利用实验数据求平衡常数 。
有关平衡常数的计算示例
45
(1) 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g),K1
(2) H2(g)+ 1/2O2(g) = H2O(g),K2
(3) 2H2O(g) = 2H2(g)+ O2(g),K3
同一温度，上述各反应平衡常数之间的关系
是
A,K1 = K2 = K3; B,K1 2= K2 = 1/K3;
C,K1 = K2 2=1/K3; D,K1 =1/ K2 = K3
答案,C
46
例 1,在一个 10L的密闭容器中,以一氧化碳与水蒸
气混合加热时,存在以下平衡,
CO(g) + H2O(g) CO2(g) ＋ H2(g) 在 800° C
时,若 Kc = 1,用 2molCO及 2molH2O互相混合,加热
到 800° C,求平衡时各种气体的浓度以及 CO的转
化率。
解,CO(g) + H2O(g) = CO2(g) ＋ H2(g)
初浓 /mol·dm-3 0.2 0.2 0 0
平衡 /mol·dm-3 0.2-x 0.2-x x x
x2/(0.2-x)2 =1
解得, [CO2] = 0.1 mol·dm-3 = [H2] = [CO] = [H2O]
转化率 ? = 0.1/0.2× 100% = 50%
47
例 2,合成氨反应在 500oC建立平衡 p(NH3) =3.53?106Pa,
p(N2) = 4.13??106Pa,p(H2) = 12.36??106Pa,试分别求该
反应 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 的标准平衡常 数
K° 与经验平衡常数 Kp,Kc。
解,N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)
平衡压力 /? 106Pa,4.13 12.36 3.53
K° = = 1.63 ? 10-5
Kp = = 1.598 ?10-15(Pa)-2
∵ Kp = Kc?(RT) △ n △ n = -2
Kc = Kp/ (RT)-2 = 6.60 ?10-8mol-2·L 2
48
?例 3、计算 298K时，反应
H2(g) ＋ CO2(g) = H2O(g) + CO(g)在
(1) 标准状态下,(2) 起始压力为
pH2 ＝ 4?105 Pa,pCO2 ＝ 5?104 Pa,
pH2O ＝ 2?102 Pa,pco ＝ 5 ?102 Pa 时的反应
方向及该反应的 K
解（ 1） H2(g) ＋ CO2(g) = H2O(g) + CO(g)
?fG° /kJ mol-1 0 -394.4 -228.6 -137.2
?G° =28.6 kJ mol-1 > 0,标态下非自发,
逆向自发
49
(3) Q° ={ [5 ?102/1 ?105] ? [2 ?102/1 ?105] }/
{[4 ?105/1 ?105] ? [5 ?104/1 ?105] }
= 5 ? 10-6 < K°
因此该反应正向自发进行。
（ 2） ?G ° ＝ - RTlnK°
28600 ＝ - 8.314 ? 298lnK°
K° = 9.698 ? 10-6
50
例 4,在高温时 2HI(g) = H2 (g) + I2 (g) 分解,在一
密闭容器中,有 2molHI,在 440℃ 时达到化学平衡，
其 Kc = 2× 10-2,求 HI的分解率。
解,2HI(g) = H2 (g) + I2 (g)
初 /mol·dm-3 2 0 0
平 /mol·dm-3 2-2x x x
Kc = = 2× 10-2
x = 0.2204 mol·dm-3
分解率 = × 100% = 22.04%
51
化学平衡的移动
平衡移动,从旧的平衡状态转到新的平衡状
态的过程，称为 平衡移动 。
改变平衡体系的条件之一,如温度、压力或
浓度,平衡就向减弱这个改变的方向移动。
52
一、浓度对化学平衡的影响
对于化学反应 a A + b B g G + d D,
?G = - RTlnK + RTlnQ＝ RTlnQ/K
增大反应物浓度（或分压）,减小生成物
浓度时（或分压）,Q减小,?G < 0,平衡
正向移动,
减小反应物浓度（或分压）,平衡逆向移
动。
53
例,(1)已知 CO(g) ＋ H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)的 K
= 9,若 CO和 H2O的起始浓度分别为 2 mol ·dm-3,计
算 CO(g)在 673K时的最大转化率 。
(2) 当 H2O的起始浓度变为 4 mol· dm-3,CO的最大
转化率为多少？
54
CO(g) ＋ H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)
起 2.0 2.0 0 0
平 2.0-x 2.0-x x x
K= = 9
x = 1.5 mol dm-3
CO的最大转化率为, 1.5/2 × 100% = 75%
解, (1) 已知 K = 9
55
(3) CO(g) ＋ H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g)
起 2.0 4.0 0 0
平 2.0-y 4.0-y y y
K = = 9
y = 1.84 mol dm-3
CO的最大转化率为, × 100% = 92%
56
二、压力对化学平衡的影响
1,压力对固相或液相的平衡没有影响；
2,对反应前后计量系数不变的反应, 压力
对它们的平衡也没有影响；
3,反映前后计量系数不同时,
① 增大压力, 平衡向气体摩尔量减少的方
向移动；
②减少压力，平衡向气体摩尔量增加的方
向移动。
57
例,
325K时, 设反应 N2O4(g) = 2NO2(g)平衡总压为
1.00?105 Pa,N2O4的 分解率为 50.2%,若保持反
应温度不变, 增大 平衡压力至 106 Pa时,N2O4分
解率是多少?
58
解,N2O4(g) 2 NO2(g)
平衡前分压 p 0
平衡时 p ? p? 2 p?
平衡时, 体系总压力为
p ? p? + 2 p? = p(1 + ?) = 105 Pa,
解得, p = 6.66 ? 104 Pa
p(N2O4) = p总 ? = p总 ?
= 3.316 ? 104 Pa
p(NO2) = p总 ? = p总 ?
= 6.68 ? 104 Pa
59
K = = = 1.344
平衡总压力为 1.0 ? 106Pa时,
p(N2O4) + p(NO2) = p(1 + ?) = 106 Pa
(p为平衡前 N2O4压力 ),
平衡时, p(N2O4) = 106 ?
p(NO2) = 106 ?
60
K = = = 1.344
([106 ? 2 ?)/(1 + ?)]/105)2
K = = 1.344
([106 ? (1 ? ?)/(1 + ?)] /105)
(10 ? 2 ?)2
= 1.344
[10 ? (1 ? ?)/(1 + ?)]
∴ ? = 0.180
压力增大后, 转化率减少, 即：压力增大时,
平衡向气体摩尔量减少的方向移动 。
61
温度对化学平衡的影响
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温度对化学平衡的影响
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温度对化学平衡的影响
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加惰性气体对反应常数的影响
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加惰性气体对反应常数的影响
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