《天大考研资料 物理化学》物理化学05化学平衡.pptVIP

物理化学－第五章 化学平衡 例题： 在600K, 101.325 kPa 条件下，将CH3Cl(g) 与H2O(g)以1：1（物质的量之比）的投料比通 过反应器时，将同时发生如下反应： CH3Cl(g) + H2O(g) = CH3OH(g) + HCl(g) (1) 2CH3OH(g) =(CH3)2O(g) + H2O(g) (2) 已知在该温度下 K1? =0.00154， K2 ? = 10.6 , 计 算上述反应达平衡时各物质的物质的量。 CH3Cl + H2O = CH3OH + HCl 平衡时物 质的量 2CH3OH = (CH3)2O + H2O 1-x 1-x x x + y - 2y x - 2y y y 1- x + 解得： x = 0.048 mol y = 0.009 mol §5.6 真实气体反应的化学平衡 真实气体的化学势表达式 在达到化学平衡时，有 物理化学－第五章 化学平衡 物理化学－第五章 化学平衡 * 物理化学 第五章 化学平衡 Chemical Equilibrium 学习要求： 重点掌握化学反应等温方程。 掌握各种反应体系标准平衡常数和其他平衡常数的表达式及相互间变换。 重点掌握温度对平衡常数的影响－Vant Hoff 方程的定积分式、不定积式。 压力、惰性气体对气相反应平衡移动的影响和组成变化的计算。 了解同时平衡计算原则及方法。 了解真实气体反应以及混合物和溶液中的化学平衡。 5.1 化学反应的等温方程 5.2 理想气体化学反应的标准平衡常数 5.3 温度对标准平衡常数的影响 5.4 其他因素对理想气体化学平衡的影响 5.5 同时反应平衡组成的计算 5.6 真实气体反应的化学平衡 5.7 混合物和溶液中的化学平衡 第五章 化学平衡 设某一反应系统 在任一给定状态：温度为 T，压力为 p，反应进度为ξ 摩尔反应吉布斯函数 与系统组成的关系 §5.1 化学反应的等温方程 化学反应方向判据 1.摩尔反应吉布斯函数与化学反应亲和势 化学反应亲和势 化学平衡条件: ＜0 反应向右进行 ＝0 反应达平衡 ＞0 反应向左进行 在等温、等压、w’=0的条件下，反应进度由ξ变化到ξ+dξ 代表系统在某给定状态下G随ξ的变化率 2.摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系，平衡条件 G 3.化学反应的等温方程 考虑一个理想气体反应体系 组分B的化学势为: 将其代入 得 定义: 反应的标准摩尔吉布斯函数变 化学反应等温方程 压力商 §5.2 理想气体反应的标准平衡常数 1. 标准平衡常数 当反应达平衡时 pBeq : 反应达平衡时,理想气体B的分压 定义: 或 K?: 反应的标准平衡常数 平衡压力商 2. 标准平衡常数 标准平衡常数的定义式 它不仅适用于理想气体化学反应，也适用于高压下真实气体、液态混合物及液态溶液中的化学反应。 Jp/KΘ Jp ? 1 Jp = KΘ J p K?或 Jp/K? 1 ? 逆向自发进行 Jp K? 或 Jp/K? 1 ?反应自发进行 Jp=K? 反应处于平衡 2.有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应 （参加反应所有物质） （只计气体） 3.相关化学反应标准平衡常数之间的关系 若在同一温度下，几个不同的化学反应具有加和性时，这些反应的标准摩尔反应吉布斯函数也具有加和性。根据各反应的标准摩尔反应吉布斯函数之间的关系，即可得出相关反应标准平衡常数之间的关系。 (1) - (2) 得（3） 例如，求 的平衡常数 4.标准平衡常数的测定与计算 ⑴ 标准平衡常数的实验测定 ①物理方法: 直接测定与浓度或压力呈线性关系的物理量，如折光率、电导率、颜色、光的吸收、定量的色谱图谱和磁共振谱等，求出平衡的组成。这种方法不干扰体系的平衡状态。 ②化学方法: 用骤冷、抽去催化剂或冲稀等方法使反应停止，然后用化学分析的方法求出平衡的组成。 ⑵ 的理论计算 只要能设法求得给定温度下的ΔrGm?，即可计算出该温度下的K?。 根据 的定义式 5.平衡组成的计算 平衡转化率又称为理论转化率，是达到平衡后，反应物转化为产物的百分数。