化学平衡与相平衡-5.ppt

4.1 化合物稳定性的判据——ΔGθ 1.对于同类型的化合物来说，例如CaO和MgO 2Ca+O2=2CaO ΔGθ(1600K)=-938.96kJ/mol 2Mg+O2=2MgO ΔGθ(1600K)=-804.66kJ/mol 2.同种物质的不同化合物，以1mol该物质为基础。 ΔG1773Kθ=－152756J/mol ΔG1773Kθ=-57029J/mol ΔG1773Kθ=-2557J/mol 3.同种物质、不同价态的化合物（如氧化物），以1mol氧为基础。 2V(s)+O2=2VO(s) ΔGθ=-849.4-160.1T kJ/mol ΔGθ(2000K)=-529.2kJ/mol ΔGθ=-802.0+153.4T kJ/mol ΔGθ(2000K)=-485.2kJ/mol 4.用化合物的分解压判定化合物的稳定性 4.用化合物的分解压判定化合物的稳定性 4.2 化合物的位图 4.2.1 化学反应等温方程式 生成氧化物反应的通式为： 为氧化物 的氧位。即元素与1mol氧反应时的自由能。 同理，元素与1mol氮、碳、硫、磷等反应，则有氮位、碳位、硫位、磷位。 应用实例 （1）求700℃时的平衡氧压； 从O向点a引线，延长后与氧标尺交于N点，该点即为FeO的分解压力。 （2）求700℃下还原反应的CO/CO2。 从图中求CO/CO2比时，从“C”点向a点连线，并向CO/CO2标尺延长交于b点。b点的 CO/CO2比就是a点温度下还原时，气相平衡的CO和CO2之比。 4.2.3氧势的应用 1、估算氧化物在某温度时的分解氧压 若求某反应（如2Fe+O2=2FeO）在某温度（10000C）下的平衡氧分压值，可在氧位图上找到10000C，作垂线与2Fe+O2=2FeO反应线相交与A，连接Ω-A成一直线。其延长线落在氧标尺上，氧标尺标注的值即为10000C时FeO的分解氧分压。 若想控制上述反应的氧分压，可通过CO/CO2 或H2/H2O 的 比来实现。为了求它们的比值，可连接H-A或C-A，其延 长线落在各自标尺上。所的数值即为所求。 2）用氧势图分析非标准状态下氧化反应的可能性 根据以下几个反应，可以绘制出Nb-C-O体系在 某一温度下的优势区图 4.3相平衡一般原理 4.3.7 由热力学数据推测和校验相图 4.3.7.1 组成-自由能曲线绘制 4.3.7.2 二元溶液组成-自由能曲线的一般形状 由式（9）可确定与 对应的 值，标于 图4-6上部的横坐标上。 对于反应 反应过程中 ，若改变体系总压力将影响反应平衡。 令 图4-6中2条曲线即是P=100kPa时 与 的关系线。 4.2.5对角线规则 用碳还原Nb2O5的热力学分析。已知Nb-C-O体系有如下反应： （1） （2） （3） （4） （5） （6） 以上6个反应在15000C时的标准自由能均为负值， 都能自发地向右进行。所以， 在15000C不能平衡共存。 在缺乏相图和优势区图的情况下，可以在浓度三角形中， 画出各化合物所处的位置，如图4-7所示。对角线规则的 内容是：将四个纯凝聚相物质的位置点（物系点）连成 一个四边形，这个四边形上任意一条对角线上的两个物质 发生反应，生成物是另一条对角线上两端的物质。若反应 的标准自由能小于零则两个反应物不能平衡共存，而两个 产物可平衡共存。则两个产物之间可连成一条对角线。 图4-7 Nb-C-O系浓度三角形 C Nb O NbO NbO2 Nb2O5 NbC Nb2C 图4-8 Nb-C-O体系优势区图 4.3.1相律 4.3.2 连续性原理 4.3.3 对应原理 4.3.4 化学变化的统一性原理 4.3.