普通化学_化学反应的基本原理与大气污染案例.ppt

小结：● 反应自发性的判据(等温、定压、W=0) △rGm＜0 自发过程，反应正向进行 △rGm＞0 非自发过程，反应逆向进行 △rGm＝0 平衡状态 ●化学反应熵变 ●化学反应摩尔Gibbs函数变△rGm = △rHm - T△rSm △rGmθ=∑BνB△fGmθ ● 化学反应等温方程式 作业：p107～108 4，5，7，8 §2-2化学反应进行的程度和化学平衡 2.2.1 反应限度的判据与化学平衡 1 化学平衡状态：可逆反应进行到一定程度时，系统中反应物与生成物的浓度不再随时间而改变，反应似乎已“停止”。系统的这种表面上静止的状态叫做化学平衡状态。 化学平衡是一种动态平衡。平衡时，正、逆反应速率相等。 热力学标志： 1 平衡常数 实验表明，在一定温度下，化学反应处于平衡状态时，各有关物质浓度（分压)之积的比值是一个确定的值。 如：对于平衡： aA + bB gG + dD KC = 称浓度平衡常数 称分压平衡常数 KP = 2.2.2平衡常数和多重平衡规则 2 分压定律 *在气体混合物中，各组分气体各自对容器壁 产生的压力称为组分气体的分压力（pB）。 P =ΣBpB *气体混合物的总压力（P）等于各组分气体分压力之和,称为分压定律。 *组分气体分压力的计算： （1）pB = P =P.xB 其中:xB 称摩尔分数。若气体混合物由A（g）、B（g）组成，则： xB+xA=1 （2）pB =P =P.VB% 其中：VB 称分体积; VB% 称体积百分数。 3 标准平衡常数 对于一个化学反应： 0=ΣBνBB 标准平衡常数为： gG(g)+dD(g) 在平衡状态下有： Kθ是量纲为1的量。 例如，对于反应: aA(g)+bB(g) Kθ=ΠB(pBeq/p θ)νB 上标eq表示在 平衡状态下。 关于平衡常数的讨论 （1）平衡常数的物理意义： K?值越大，反应向正方（右）进行得越彻底； （2）平衡常数的性质： K?值不随浓度(分压)而变化，但受温度影响； （3）平衡常数表达式: a. 与反应方程式写法有关； b. s．l.不表示在方程式中； c. 适用于一切平衡系统。 （4）多重平衡规则： 若: 反应1=反应2+反应3 则：Kθ1=Kθ2.Kθ3 这是一个重要的规则，适用于各种多重平衡系统。 已知:SO2(g)+ O2(g) SO3(g) Kθ1=20 NO2(g) NO(g)+ O2(g)Kθ2=0.012 +) 则: SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) Kθ= Kθ1. Kθ2 =20×0.012=0.24 如, 4 吉布斯函数变与平衡常数 根据化学反应等温方程： ΔrGm(T)=ΔrGmθ (T)+RTlnΠ(pB/pθ)νB 当反应达到平衡状态时ΔrGm(T)=0， Π(pBeq/pθ)νB =Kθ 于是有： 0=ΔrGmθ (T)+RTlnKθ 则 ΔrGmθ (T)= -RTlnKθ 解： N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔfHm,Bθ/kJ.mol-1 0 0 -46.11 ΔfGm.Bθ/kJ.mol-1 0 0 -16.45 Sm,Bθ/J.mol-1.K-1191.61 130.684 192.45 ⑴ΔrGmθ (298.15K)=-32.90kJ.mol-1 lnKθ (298.15K)= 例题：计算合成氨反应在25℃和427℃时 的标准平衡常数，简单说明其意义。 lnKθ (298.15K) =13.27 K θ (298.15K)=5.8×105 ⑵ ΔrHmθ (298.15K)=-92.22kJ.mol-1 ΔrSmθ (298.15K)=-198.76J.mol-1.K-1 ΔrGm θ(700K)≈ΔrHm θ(298.15K)TΔrSm θ(298.15K) ΔrGm θ(700K)=46.91kJ.mol-1 lnK θ(700K)= =-8.06 K θ(700K)=3.2×10-4 讨论:合成氨是(-,-)型反应,低温自发，高温非自发。25℃时K θ =5.8×105 反应很彻底；427℃时K θ =3.2×10-4反应进行的程度较小。 此题可进一步计算转换温度: 按吉-亥方程： ΔrGmθ(T)≈ ΔrHmθ(298.15K)-TΔrSmθ(