上一内容 下一内容 回主目录O返回物理化学电子教案第五章 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回第五章 化学平衡热力学观点：化学反应过程均有一定推动力，随着反应进行 推动力逐渐减小最后下降为零，这时反应达到最大 限度，系统的组成不再改变达到化学平衡状态动力学观点：正向反应与逆向反应速率相等，系统组成不再 变化的动态平衡化学平衡的特点：动，等，定，变。/何谓化学平衡？ Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回第五章 化学平衡1. 在一定条件下，反应物能否按预期的反应变成 产物？2. 如果不能，或者能，但产物量过少，有无办法 可想？3. 在一定条件下，反应的极限产率为多少？4. 极限产率怎样随条件变化？如何改变条件可得 到更大的产率？/ 需要解决的问题（化学反应）Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回第五章 化学平衡/ 解决问题的思路（1）导出适用于判别化学反应方向和限度的更实用、 更具体的方法。（2）推出热力学函数与平衡常数间的关系式，获得平衡常数的热力学计算方法。（3）运用热力学理论定量地讨论及预示某些因素对化学平衡的影响。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回第五章 化学平衡5.1 化学反应的方向及平衡条件5.4 温度对标准平衡常数的影响5.2 理想气体反应的等温方程及标准平衡常数5.5 其它因素对理想气体反应平衡移动的影响5.3 平衡常数及平衡组成的计算Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回5.1 化学反应的方向及平衡条件u化学反应的平衡条件u摩尔反应吉布斯函数u摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系uu化学反应亲和势化学反应亲和势Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回5.1 化学反应的方向及平衡条件u热力学观点：恒温恒压及W=0 的条件下： 一切可能进行的热力学过程（包括化学反应）的方向是趋向于 G 值减少，直至 G 值达到该条件下的最小，不再变化为止。G平衡系统Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回u摩尔反应吉布斯函数u设封闭系统W=0的化学反应n热力学基本方程：( )n恒温、恒压化学反应 ：当 时Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回u摩尔反应吉布斯函数u恒温、恒压、非体积功为零化学反应：（正向反应自发进行）（逆向反应自发进行）（化学反应达到平衡）Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回u摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系 为一定温度、压力和反应进度时化学反应 的摩尔反应吉布斯函数。或者在 时，无限大量的反应系统中 发生1mol反应引起的吉布斯函数变化。在 时（即在一定温度、压力和组成 的条件下）反应系统的摩尔吉布斯函数随反应进度 的变化率。 的意义为Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回u摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系公式的适用条件（1）恒温、恒压、无非体积功的一个化学反应；（2）反应过程中，各物质的化学势 保持不变。各物质的浓度基本不变，化学势也保持不变。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回u摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系用 判断:相当于 图上曲线的斜率。反应自发向右；反应自发向左。反应达到平衡；Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回u化学反应亲和势A 0 化学反应正向自发进行； A 0 （自发向左）A 0 （平衡） A = 0 平衡条件？Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回u化学反应的平衡条件 恒温恒压及非体积功为零的条件下：化学反应的平衡条件是？（平衡）（平衡）Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回5.2理想气体反应的等温方程及标准平衡常数2.理想气体反应的标准平衡常数4.有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应3.相关化学反应标准平衡常数之间的关系5.理想气体反应平衡常数的不同表示法1.理想气体反应的等温方程Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回5.2理想气体反应的等温方程及标准平衡常数u问题 如何求算？绝对值不可得，无法直接测定.解决方法：将上式转变为用 等宏观可测量表示的公式，达到便于使用的目的。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回1.理想气体反应的等温方程u对于理想气体反应Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回1.理想气体反应的等温方程定义 （压力商）温度T 下的标准摩尔反应吉布斯函数pg化学反应等温方程Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回1.理想气体反应的等温方程 与 的区别 与 均与化学反应写法有关 与标准态的规定有关（主观因素） 。等温方程应用于标准态： = 等温方程应用于平衡态： （pg化学反应等温方程）Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数n平衡时：u恒温恒压理想气体反应的等温方程：n将平衡压力商称为标准平衡常数，以 表示：在恒定温度下， 为确定的值， 也为定值。 只要温度一定， 均为同一数值。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数 标准平衡常数定义式： 标准平衡常数表达式：n上式中， 为反应中组分 B 的平衡分压。的量纲为一。 只是温度的函数。这两个公式表示 与 之间的关系。 是沟通化学热力学与平衡计算的桥梁。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数等号两端数值相等，但物理意义不同；对应不同的状态，但温度、计量方程式相同。注意 标准平衡常数定义式： 标准平衡常数表达式：同一化学反应，若化学计量式写法不同，则 不同， 也不同，即与化学计量式写法有关。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数注意 标准平衡常数定义式： 标准平衡常数表达式：n例如：Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数注意 标准平衡常数定义式： 标准平衡常数表达式：温度一定（可判断反应限度） 越负， 越大，平衡产物比例大，反应限度深。越正， 越小，平衡产物比例小，反应限度浅。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数注意 标准平衡常数定义式： 标准平衡常数表达式：结合等温方程判断反应方向和限度（更具体实用）Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数n若 反应自发进行；n若 反应处于平衡状态；n若 逆向反应自发进行。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数【例题】1000K时，反应 C(S)+2H2(g) = CH4(g)的。现有与碳反应的气体混合物，其组成为 。 试问：（1）T=1000K，p=100kPa时， 等于多少，甲烷能否形成？Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数【例题】1000K时，反应 C(S)+2H2(g) = CH4(g)的。现有与碳反应的气体混合物，其组成为 。 试问：（1）T=1000K，p=100kPa时， 等于多少，甲烷能否形成？Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.理想气体反应的标准平衡常数【例题】1000K时，反应 ：C(S)+2H2(g) = CH4(g) 的。现有与碳反应的气体混合物，其组成为 。 试问： （2）T=1000K下，压力须增加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行？Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回3.相关化学反应标准平衡常数之间的关系u例（1）（2）（3）和盖斯定律 依据：Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回3.相关化学反应标准平衡常数之间的关系对于同一反应而言， 与计量方程式有关。 注意 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回4.有纯凝聚态物质参加的理气化学反应有纯凝聚态物质（液相、固体）参加的理想气体反应称为多相反应或复相反应。u纯态凝聚态物质u等温方程 中： Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回4.有纯凝聚态物质参加的理气化学反应为对参加反应的所有物质求和。为化学反应中气态物质B的分压；u注意 为该气态物质的化学计量数；u等温方程 中： 多相反应的标准平衡常数只与气态物质的压力有关。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回4.有纯凝聚态物质参加的理气化学反应u例如, 对反应:Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回4.有纯凝聚态物质参加的理气化学反应例如：u分解压力（Dissociation pressure）固体物质在某温度下分解达平衡时气相产物的总压。u分解温度： 时，固体发生明显的分解，此 时所对应的温度。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回4.有纯凝聚态物质参加的理气化学反应u例：求分解反应 ，Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回5.理想气体反应平衡常数的不同表示法 经验平衡常数 u对于理想气体反应： 标准平衡常数：Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回5.3 平衡常数及平衡组成的计算 1. 及 的计算2. 的实验测定及平衡组成的计算Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回1. 及 的计算（1）由热力学数据计算；依据u由式 计算；（298K） u由标准摩尔生成吉布斯函数计算Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回1. 及 的计算（2）由相关化学反应的标准平衡常数定律计算；和盖斯定律 依据u例（1）（2）（3）Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回1. 及 的计算（3）可由实验测定平衡组成来计算；u依据例298K时，密闭容器中有过量的 ， 测得达平衡后系统总压为 。求：Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回1. 及 的计算例298K时，密闭容器中有过量的 ， 测得达平衡后系统总压为