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无机化学第4章化学平衡contents•化学平衡基本概念•影响化学平衡因素目录•化学平衡计算方法•化学平衡在实际应用中意义•总结与展望化学平衡基本概念化学平衡定义及特点定义特点化学平衡是动态平衡，由此衍生出化学平衡的三个重要特征，即“逆、等、定”。
可逆反应与不可逆反应可逆反应不可逆反应化学平衡常数表达式化学平衡移动原理勒夏特列原理平衡移动的方向与条件改变的关系影响化学平衡因素增加反应物浓度减少生成物浓度原理030201增加压力减小压力原理温度对化学平衡影响升高温度升高温度，平衡向吸热反应方向移动。
降低温度降低温度，平衡向放热反应方向移动。
原理温度改变会影响反应物和生成物的活化分子百分数，进而影响反应速率和化学平衡。
1 2 3催化剂对反应速率的影响催化剂对化学平衡的影响原理催化剂对反应速率和化学平衡影响化学平衡计算方法010204确定反应物和生成物的初始浓度根据化学方程式设立平衡方程解平衡方程求得平衡时各物质的浓度计算平衡常数以验证结果0301020304逐步逼近法求解复杂体系平衡组成初步估计各物质的平衡浓度或分压计算机辅助计算方法利用化学计算软件或编程进行计算输入反应方程式、平衡常数和初始条件化学平衡在实际应用中意义工业生产中优化条件提高产率通过调整反应条件，如温度、压力、浓度等，使化学平衡向生成产物方向移动，从而提高产率。
利用催化剂改变反应历程，降低活化能，使反应在较低温度和压力下达到平衡，实现节能降耗。
通过合理设计工艺流程，实现反应与分离的耦合，打破平衡限制，进一步提高产率。
利用化学平衡计算，优化废气、废水处理工艺，提高处理效率，减少污染物排放。
开发环境友好型催化剂和反应条件，促进绿色化学的发展，实现环境保护与经济发展的双赢。
通过化学平衡原理，控制有害物质的生成和排放，降低环境污染。
环境保护中减少污染物排放生物体内许多生化反应都是在酶催化下进行的可逆反应，处于动态平衡状态。
通过调节酶的活性和浓度，可以控制代谢途径和速率，维持生物体内环境的稳定。
第四章氧化还原与电化学离子—电子法酸性介质酸性介质））1）写出两个半反应写出两个半反应：：MnO -Mn 2+ （MnO -Mn 2++ 8H ++ 4 H O +5e SO 3SO 4+ 2H + H 2O + 3H O3）氧化剂氧化剂、、还原剂得失电子数相等还原剂得失电子数相等，，求出最小公倍数配平规律：酸性介质酸性介质，，多氧加多氧加H H +，少氧加少氧加H H 2O碱性介质碱性介质，，多氧加多氧加H H 2O ，少氧加少氧加OH OH -中性介质中性介质，，反应物加反应物加H H2O ，生成物少氧加生成物少氧加OH OH -, , 多氧加多氧加多氧加H H+4.2 电极电势: 将化学能转变为电能的装置将化学能转变为电能的装置作用原理原反应可以组成原电池2+ ZnΔG ø= 212.25KJ/mol电子流出的电极—负极负极（（-）Zn ：Zn -2e = Zn 电子流入的电极—正极（+）Cu ：电池反应电池反应：：Zn + Cu 2+ = Cu + Zn原电池符号符号：：（-）Zn | ZnSO4(c1) ‖CuSO4(c2) | Cu（+）/ Zn Cu/ Cu+ ne Cu 2+ + 2e Cu Zn 2++ 2e Zn + e Fe + 2e Fe 2+ 2e 2I Cu 2+ / Cu 2+ I 2/ I -1. 1. 金属金属—金属离子电极金属离子电极：：电极符号：Zn | Zn 2+(c) Ag | Ag +(c)电极反应：Zn 2+ + 2e Zn Ag + e Ag2. 氧化还原电极氧化还原电极：：电极符号电极符号：：Pt | Sn 4+(c 1) , Sn 2+(c 2)电对电对：：Sn 4+/ Sn 2+Sn 4++ 2e Sn2+3 . 3 . 气体气体—离子电极氢电极：Pt | H 2 ( p ) | H +(c) 电对电对：：H+/ H 22H ++2e H 2氧电极：Pt | O 2( p ) | OH -(c) O 2/ OH -O + 4e + 2H O 4OH -4. 4. 金属金属—金属难溶盐—难溶盐离子电极（难溶盐电极难溶盐电极））Ag —AgCl (s) | Cl -(c) 或Ag | AgCl (s) | Cl -(c)电对电对：：AgCl / AgAgCl + e Ag + Cl-Ag ++ e AgV ：趋势4.2.2 电极电势的产生 E 1 1 产生产生V 溶解> V 沉积金属表面带负电带负电，，附近溶液带正电E(Cu 2+ / Cu ) > E(Zn 2+/ Zn)/ Cu) -E(Zn 2+/ Zn)标准氢电极Eø（H +/ H 2）= 0.0000V 将标准氢电极和标准锌电极组成原电池将标准氢电极和标准锌电极组成原电池，，测得电动势得电动势，，可算出锌电极的标准电极电势H ( 101325Pa ）2H + (1mol/L) + 2e（-）Zn| Zn2+(1mol/L) ‖2e Zn+ 2e H 2Zn + H 2E= E+-E -= 0 -E -= 0.76V注标准电极电势只适用于溶液2 2 E Eø与得失电子数无关+e Fe= 0.77V + 2e 2Fe2+E = E(Cu/Cu) -E(Zn饱和甘汞电极饱和甘汞电极：：金属金属Hg Hg Hg表面覆盖一层氯化亚表面覆盖一层氯化亚汞（Hg 2Cl 2)，然后注入然后注入KCl KCl KCl溶液溶液E (Hg 2Cl 2/Hg ）= 0.2415V+ e Hg (l) + Cl -2多孔物质导线绝缘体-----------------------------------….......Pt 丝汞汞和甘汞汞和甘汞混合物混合物KCl 加液口...a (a (氧化型氧化型氧化型））+ + ze zeb (b (还原型还原型还原型））][][ln还原型氧化型zF RT E E +=ΘZ:电极反应式中转移的电子数电极反应式中转移的电子数E (氧化型氧化型//还原型）= E ø+ ———lg —————氧化型]a [还原型]0.0592Z 4.2.3 4.2.3 影响电极电势的因素影响电极电势的因素例[Zn 2+] =0.01mol/L Eø(Zn2+/Zn ) =-0.76V ，求E (Zn2+/Zn)+ 2e Zn ] /Cø0.01/1 = -0.82 V < E ø0.05922例[H+] = 2mol/L , 求E （MnO 4-/ Mn 2+），其他浓度均为1 mol/L——————————= 1.491 + 0.0592 / 5 lg (2 )8= 1.519 V > Eø[Mn ]/C例实验室能否用二氧化锰与盐酸作用制取氯气MnO2+ 4HCl = MnCl2+ ClEø( MnO2/Mn2+) < Eø( Cl2/ Cl-) E < 0MnO 2+ 4H ++ 2e = Mn 2++ 2H 2O （[ H+Cl 2+ 2e = 2Cl-E = E (Cl / Cl -)= E ø+ 0.0592 / 2 lg——————= 1.29 V P Cl / P ø( [Cl -] / C ø)2例电对：Ag ++ e -AgEø(Ag +/Ag) = 0.779V在溶液中加入NaCl ，使[Cl -] = 1mol·L -1,计算E (Ag +/Ag) 为多少多少？？[Ag ] = ———= 1.6 ×10[Cl -]E = Eø+ 0.0592 lgK spø= 0.221VAg +/Ag 后，形成新的AgCl/Ag 电极E ø(Ag +/Ag)E ø(AgCl/Ag)Eø(AgBr/Ag)E ø(AgI/Ag)K ø减小减小减小浓度对E 的影响：（1）对与酸度无关的电对对与酸度无关的电对，，如：M + e M , ————[M （3）电对中氧化型和还原型物质生成沉淀（弱电解质或配合物弱电解质或配合物），），），对对E 的影响4.2.4 电极电势的应用2 Fe3++ Sn2+2Fe2+ + Sn4+E ø(Sn 4+/ Sn 2+ ) = 0.15 V氧化还原反应总是自发地由较强氧化剂与较强还原剂相互作用较强还原剂相互作用，，向生成较弱还原剂和较弱氧化剂方向进行和较弱氧化剂方向进行。
第四章 化学平衡一、可逆反应和化学平衡在一定条件下，一个化学反应可以按照反应方程式从左到右进行，又可以从右向左进行，这就叫做化学反应的可逆性。
化学平衡具有以下特点：（1）在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态时，平衡组成不再随时间变化；（2）化学平衡是动态平衡，从微观上看正、逆反应仍在进行，只是由于=υυ正逆，单位时间内各物质的生成量和消耗量相等，所以总的结果是各物质的浓度都保持不变；（3）在相同的条件下，只要反应开始时各种原子的数目相同，平衡组成与达到平衡的途径无关；（4）化学平衡是在一定条件下建立的，条件发生变化时，原来的平衡会被破坏，直至建立新的化学平衡。
二、平衡常数1、浓度平衡常数c K 与分压平衡常数p K大量实验发现，对任何可逆反应，不管反应始态如何，在一定温度下达到平衡时，各生成物浓度幂的乘积与反应物平衡浓度幂的乘积之比为一常数，称为化学平衡常数。
如反应 ()()A B C ()D ()a gb gc gd g ++[][][][]()()()()cdc a bc C c D K c A c B ⋅=⋅式中，c K 称为浓度平衡常数。
由于温度一定时，气体的分压与浓度成正比，可用平衡时的分压代替浓度，即[][][][]()()()()c dp a b p C p D K p A p B ⋅=⋅式中，p K 称为分压平衡常数。
由于c K 和p K 都是通过考察实验数据得到的，因此称为实验平衡常数（又称经验平衡常数）。
实验平衡常数是有单位的，其单位由平衡常数表达式来决定，但在使用时，通常只给出数值而不标出单位。
应用理想气体状态方程和分压定律，可得()np c K K RT ∆=其中 ()()n c d a b ∆=+-+书写平衡常数表达式时注意的问题：（1）平衡常数表达式中各物质浓度均用平衡浓度（分压用平衡分压）（2）只写出有可变浓度或压强的物质，固体、纯液体和水不写出（3）平衡常数表达式和化学方程式的书写密切相关，同一反应，书写形式不同，平衡常数不同。
第四章
（一） 是非题
1. 0.30mol .L -1HCl 溶液中通入H 2S 至饱和，溶液中C(S 2-)=K (H 2S)mol .L -1。
（ ）
2．浓度相等的酸与碱反应后，其溶液呈中性 （ ）
3．0.10mol .L -1 的某一有机弱酸的钠盐溶液，其 pH=10.0，该弱酸盐的解离度为0.10%。
（ ）
4．纯水加热到100℃时，θw K =5.8×10
-13，所以溶液呈酸性。
（ ） (二) 选择题
1．强碱滴定弱酸（θa K =1.0⨯10-5 ）宜选用的指示剂为: （ ）
A. 甲基橙；
B. 酚酞
C. 甲基红
D. 铬黑T
2．在酸碱滴定中，选择指示剂可不必考虑的因素是: （ ）
A. pH 突跃范围
B. 指示剂的变色范围
C. 指示剂的颜色变化
D. 指示剂的分子结构 3．已知：K (HAc)=1.75×10-5，K (HCN)=6.2×10-10，K (HF)=6.6×10-4，K (NH 3.H 2O)=1.8×10-5。
下
列溶液的浓度均为0.1mol .L -1，其溶液pH 值按由大到小的顺序排列正确的是（ ）
A. NaAc>NaCN>NaF>NaCl>NH 4Cl
B. NaF>NaAc>NaCN>NaCl>NH 4Cl
C. NaCN>NaAc>NaF>NaCl>NH 4Cl
D. NH 4Cl>NaCl>NaF>NaAc>NaCN
4．下列哪些属于共轭酸碱对 （ ）
A. H 2CO 3和
B. H 2S 和S 2-
C. NH 4＋ 和NH 3
D. H 3O +和OH -
5．已知体积为V 1、浓度为0.2mol .L -1弱酸溶液，若使其解离度增加一倍，则溶液的体积V 2应为 （ ）
A. 2V 1
B. 4V 1
C. 3V 1
D. 10V 1 6．H 3PO 4的p θ1a K 、p θ2a K 和p θ3a K 分别是2.12，7.21和12.32，在下列不同pH 值的溶液中，HPO 42-分布百分
数最大的溶液是（ ）
A. 7.21
B. 10
C. 12.32
D. 14
7．0.10mol .L -1
MOH 溶液pH=10.0，则该碱的K 为 （ ） A. 1.0×10-3 B. 1.0×10-19 C. 1.0×10-13 D. 1.0×10-7
-3HCO
8．将50.0mL0.100mol .L -1(NH 4)2SO 4溶液，加入到50.0mL0.200mol .L -1NH 3·H 2O[K (NH 3·H 2O)=1.8×10-5]
溶液中，得到的缓冲溶液pH 值是（ ）
A. 8.70
B. 9.56
C. 9.26
D. 9.00
9．要配制pH=4.0的缓冲溶液，应选用（ ）
A. NaH 2PO 4--Na 2HPO 4(p θ1a K =2.12,p θ2a K =7.20)
B. HCOOH--HCOONa(p θa K =3.74)
C. HAC--NaAC(p θa K =4.74)
D. NaHCO 3—Na 2CO 3(p θ1a K =6.38,p θ2a K =10.25)
10．某一弱酸型指示剂，在 pH= 4.5 的溶液中呈纯碱色。
该指示剂的 θHIn K 约为 （ ）
A. 3.2⨯10-4
B. 3.2⨯10-5
C. 3.2⨯10-6
D. 3.2⨯10-7
（三）填空题：
1．在弱酸溶液中加水，弱酸的解离度变________，pH 值变________；在 NH 4Cl 溶液中，加入HAc ，则此盐的水解度变________，pH 值变________。
2．0.30mol .L -1 的H 2A(p θ1a K =2,p θ2a K =4)溶液，以0.30mol .L -1 NaOH 标准溶液滴定，将出现一个滴定突
跃，化学计量点时产物为___________ , 这时溶液的pH 值为__________。
3．K (H 2S) = 1.32 ×10-7，K (H 2S) = 1.10 ×10-14。
则0.10 mol .L -1 Na 2S 溶液的c (OH - ) = ________ mol .L -1，pH = ________。
4．已知K (HAc) = 1.75 ×10-5，用 0.025 mol .L -1 HAc 溶液和等体积0.050 mol .L -1 NaAc 溶液配制的缓冲溶液，其pH = ________，在该溶液中加入很少量HCl 溶液，其pH 值将________。
5．在相同体积相同浓度的HAc(aq)和HCl(aq)中，所含的氢离子浓度________；若用相同浓度的NaOH 溶液去完全中和这两种溶液时，所消耗的NaOH 溶液的体积________，恰好中和时两溶液的pH 值________。
