物理化学教学课件 第四章 化学平衡.pptVIP

第六节 温度对平衡常数的影响 T=298K时?rH?m值代入，求出积分常数?H0 T=298K，?rG?m= –RTlnK? 求出K?298，代入（2）式求出积分常数I (3) 由lnK?~T关系式求任何温度时K? 第七节 其他因素对平衡的影响 若?n0 （?V0） p?，Kx? 若?n=0 （?V=0） p对Kx无影响 若?n0 （?V0） p?，Kx? 例4-8 对于理想气体 例 328?C，N2O4 当p=p?时有50.2%分解 当p=10p?时有多少分解？ 解 N2O4 (g) = 2NO2(g) 始(mol) 1 平衡(mol) 1–? 2? n总=1+? 当p=p?时，?=50.2％， 得K?p=1.3476 当p=10p?时，K?p代入得Kx=0.1347， ?=18.05% 可见对于?V0反应，p?，?? 第七节 其他因素对平衡的影响 液相或者固相 一般情况?Vm?0，p对平衡影响不大 若压力变化很大，有显著影响 例 C（石墨）?C（金刚石） ?rG?m=2.90 kJ?mol-1，?rV?m= – 1.896×10-6 m3?mol-1 解 积分：?rGm(p) – ?rG?m(p?) = ?rV?m (p – p?) 使?rGm(p) = 0 得 p=15000 p? 即压力大到15000标准气压时，石墨可成金刚石 二、惰性气体对化学平衡的影响 惰性气体：不参与反应的其它气体 如合成NH3加入CH4，SO2氧化加入N2 影响：总压一定时，加入惰性气体降低反应气体分压（稀释） 其效果相当与降低了总压 即 ?V0反应 加入惰性气体， Kx? ?V=0反应 加入惰性气体， 无影响 ?V0反应 加入惰性气体， Kx? 例 乙苯脱氢制苯乙烯，873K，p?时，K?p=0.178 求（1）转化率? （2）按 1:9 通入H2O(g)时?=？ 解 C6H5C2H5(g)?C6H5C2H3(g)+H2(g) H2O(g) 始(mol) 1 9 平衡(mol) 1–? ? ? 9 未通H2O时 n总=1＋? =0.178 ? = 0.389 通入H2O时 n总=10+? =0.178 ?=0.718 可见加入惰性气体，可增加转化率 解 C6H5C2H5(g)?C6H5C2H3(g)+H2(g) H2O(g) 始(mol) 1 9 平衡(mol) 1–? ? ? 9 未通H2O时 n总=1+? =0.178 ? = 0.389 第八节 反应的耦合 偶合：同时发生二个反应，一个反应的产物为另一反应的反应物，这二个反应为偶合 意义：用容易进行的反应带动难以进行的反应 第八节 反应的耦合 例 乙苯脱氢 C6H5C2H5(g) ?C6H5C2H3(g) + H2(g) 298K时，?rG?m= 83.11 kJ?mol-1，极难反应 偶合第二反应 298K时，?rG?m= –208.59 kJ?mol-1 总反应：氧化脱氢 298K时，?rG?m= –145.48 kJ?mol-1，极易反应 第八节 反应的耦合 生物体内存在大量反应偶合例子，如37 ?C时， 使反应能容易进行 两者偶合 葡萄糖 6–磷酸葡萄糖 ATP ADP 葡萄糖 + pi（磷酸盐）= 6–磷酸葡萄糖 ATP?ADP + pi + H+ 生物能力学：热力学原理和方法研究生命系统中的能量关系 含H+溶液化学势标准态: 标准态Gibbs能符号： 第四章 化学平衡 物理化学教研室 王丹 绪论 化学反应总是向正反两个方向同时进行，当正反两个方向的反应速率相等时，系统就达到了平衡。 平衡后物质的数量和种类随外界条件的变化而变化。 化学平衡是一种动态平衡。 化学反应能不能进行、限度怎么样，温度、压力等因素对它有什么影响？ 第一节 化学反应的平衡条件 化学反应体系： 封闭的单相体系，不作非膨胀功，发生了一个化学反应，设为： 根据反应进度的定义，可以得到： 第一节 化学反应的平衡条件 等温、等压条件下， 当反应进度为1mol时： 第一节 化学反应的平衡条件 ＜0 反应向右进行 ＝0 反应达平衡 ＞0 反应向左进行 为什么化学反应不能进行到底？ R点，D和E未混合时吉布斯自由能之和； P点，D和E混合后吉布斯自由能之和； T点，反应达平衡时，所有物质的吉布斯自由能之总和，包括混合吉布斯自由能； S点，纯产物F的吉布斯自由能。 第二节 化学反应等温方程式和平衡常数 以理想气体为例推导化学反应的等温方程式： 反应系统的吉布斯能变为： 第二节 化学反应等温