第 6章 化学平衡常数

主要内容：本章应该掌握化学平衡常数的概念和平衡常数表达式；理解和区分标准平衡常数和经验平衡常数；掌握有关化学平衡的计算；掌握化学平衡移动原理。

重难点：化学平衡常数的概念的理解和计算

教学方法：讲授法

6.1 化学平衡状态6.1.1 化学平衡

6.1.2 勒沙特列原理

正逆反应速度相等时体系所处的状态称为化学平衡。化学平衡是一种“动态平衡”。

假如改变平衡系统条件之一，如温度、压强、或浓度，平衡就向减弱这个改变的方向移动。

6.2 平衡常数6.2.1 标准平衡常数

K 称为标准平衡常数（有的书中称之为热力学平衡常数）。

例 反应 A ( g ) 2 B ( g ) 在某温度达到平衡时，各组分的分压均为 1.013 10 5 Pa ，求其经验平衡常数 Kp 和标准平衡常数 K 。

Pa10013.1Pa10013.1

)Pa10013.1(

p

pK 5

5

25

A

2B

p 解：

111

Pa510013.1Pa510013.1

Pa510013.1Pa510013.1 2

p

p

2

p

p )()(K

A

B

< 0 自发反应

rGm = 0 可逆途径，平衡态

> 0 非自发

故化学反应等温式 rGm = rGm + RTlnQ 变为

0 = rGm + RTln K

即 rGm = － RTln K

这就是化学反应等温式。用该式可以求出 rGm ， 以做为非标准态下化学反应进行方向的判据。

当体系处于平衡时 有 rGm = 0 ， 同时 Q = K

rGm = rGm + RTlnQ

化学热力学中有如下关系式，表明 rGm ， Q 和 rGm

三者之间的关系：

6.2.2 实验平衡常数

实验获得的热力学数据推出平衡常数；

通过实验直接测定平衡常数。

6.2.3 偶联反应的平衡常数

偶联反应是指两个化学平衡组合起来，形成一个新的反应。反应也有平衡状态，也可以求出平衡常数。

6.3 浓度对化学平衡的影响 在其它条件不变的情况下，增加反应物的浓度或减

少生成物的浓度，化学平衡向着正反应方向移动；增加生成物的浓度或减少反应物的浓度，化学平衡向着逆反应的方向移动。

在可逆反应中，为了尽可能利用某一反应物，经常用过量的另一种物质和它作用。

不断将生成物从反应体系中分离出来，则平衡将不断向生成产物的方向移动。

6.4 压力对化学平衡的影响 等温下，增大总压强，平衡向气体分子数减少的方

向移动；减压，则平衡向气体分子数增加的方向移动。如：

　　 673K时反应： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 　　如果气态反应物的总分子数和气态生成物总分

子数相等，在等温下，增加或降低总压强，对平衡没有影响。如：

　　 773K时反应 CO+H2OH2+CO2

6.5 温度对化学平衡的影响 升高温度，使平衡向吸热方向移动；降低温度，

使平衡向放热方向移动。 温度使化学平衡常数发生变化：

21

12

1

2lnTT

TT

R

H

K

K r

体系放热时 rH 为负值，吸热时为正值。 K1、 K2分别为温度 T1、 T2时的平衡常数， R是气体常数。

这个式子将非标准态下的两种判据联系起来：

Q < K 时，反应正向进行， 由公式得 rGm < 0 ；

Q > K 时，反应逆向进行， 由公式得 rGm > 0 ；

Q = K 时，反应达到平衡， 由公式得 rGm = 0 。

将 rGm = － RTlnK 代入化学等温式，得

rGm = － RTlnK + RTlnQ

K

QlnRTrGm即

这一公式极为重要，它将两个重要的热力学数据 rG

m 和 K 联系起来。