第2章化学反应基本原理与大气污染1,2选读.ppt

对于水溶液中的离子反应，上式中的(pB/pθ)应换为各反应物和生成物的水合离子的相对浓度(cB/cθ)。于是对于反应： aA(aq)＋bB(aq)=gG(aq)＋dD(aq) Q表达式中不写入的有：固体和纯液体；在水溶液中进行的反应中生成的液态的水。 例如反应 MnO2(s)+2cl-(aq)+4H+=Mn 2+ +2H2O（l）+Cl2(g) 练习 对于如下反应，写出： （1）H2S(g)+CuCl2(aq)=CuS(s)+2HCl(g) （2）Fe2O3(s)+3H2(g)=2Fe(s)+3H2O(g) 已知： 2A(g) + B(g) = 3C(g) 已知： 2A(g) + B(g) = 3C(g) 反应C2H6 (g)=C2H4 (g)+H2 (g)试通过计算说明： （1）298K,标准状态下，反应能否自发进行？ （2）若P (C2H6)=8.21×104Pa, P (C2H4)= P (H2)= 3.04×103Pa 求298K时反应自发进行的方向？ 练习题 例题：2.3、 2.4 2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变 2.2 化学反应进行的限度和化学平衡 2.3 化学反应速率 2.4 大气污染及其控制(自学部分) 目 录 化学平衡常数的计算 2.2.2 化学平衡的移动及温度对平衡常数的影响 2.2.3 反应限度和平衡常数 2.2.1 ● 平衡态时△G = 0 ，（化学平衡的热力学标志；化学反应限度的判据） ● 化学平衡系统的性质不再随时间而变; ● 化学平衡是动态平衡 v正＝ v逆; ● 平衡态的意义——反应进行的最大限度; ● 化学平衡是一定条件下的平衡——平衡的移动. 化学平衡有以下几个鲜明的特点 2.2.1 反应限度和平衡常数 1、反应限度 2、标准平衡常数 定义标准平衡常数： Kθ=exp(-ΔrGmθ/RT) 或： 当反应达平衡时ΔrGm=0，得到标准平衡常数的具体表达式： 关于平衡常数的说明 （1）K?值越大，反应向正方（右）进行得越彻底；转化率越大。 （2）K?值不随浓度(分压) 变化，但受温度影响（平衡常数是温度的函数）。 在ΔrGmθ和Kθ换算时，两者温度必须一致，且应注明温度。 （3）平衡常数表达式:可直接根据化学计量方程式写出。与反应方程式写法有关 (例如：P44 ) ； s．l.不表示在方程式中； 3、多重平衡规则： 如果某个反应可以表示为两个（或多个）反应之和（差），则总反应的平衡常数等于各反应的平衡常数的相乘（除）。 若: 反应1=反应2+反应3 则：K?1=K?2·K?3 这是一个重要的规则，适用于各种多重平衡系统。 2、 标准平衡常数 已知:SO2(g)+ O2(g) SO3(g) K?1=20 NO2(g) NO(g)+ O2(g)K?2=0.012 +) 则: SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) K?= K?1. K?2 =20×0.012=0.24 如, 2.2.2 化学平衡的有关计算 （1） K 可直接根据化学计量方程式写出 M n 2 + ( a q ) + C l 2 ( g ) + 2 H 2 O(l) 对于反应C2H6 (g)=C2H4 (g)+H2 (g) 若298K时 P (C2H6)=8.21×104Pa, P (C2H4)= P (H2)= 3.04×103Pa 求标准平衡常数？ 例 题 θ K = 解: [Peq(C2H4)/pθ] [Peq(H2)/pθ] [Peq(C2H6)/pθ] = [3.04×103Pa/100×103Pa]2 [8.21×104Pa/100×103Pa] = 1.13×10-3 Pθ=100kPa （2）利用热力学函数计算 则热力学等温方程式可写成 或 当反应达到平衡时? rGm(T) = 0 Kθ 与?rGθm 一样都是温度 T 的函数，所以应用公式时?rGθm 必须与K θ 的温度一致，且应注明温度。若未注明，一般是指 T = 298.15 K。 3、标准平衡常数的计算 ) / ( ln ) ( ) ( B B eq B m r m r + D = D ? v p p RT T G T G 练习 试分别计算反应C(s) + CO2(g) = 2CO(g) 在298.15 K 和1173 K 时的平衡常数(标准平衡常数）。 解： ? f Hm (298.