第二章 化学反应的方向与限度2.ppt

第二章 化学反应进行的方向和限度 第二节 化学反应进行的限度 ΔrH ? m =-24.7 kJ·mol-1 , ΔrS ? m =15.4 J?mol-1?K-1 ΔrG ? m =-29.4 kJ·mol-1 3CO (g) + Fe2O3 (s) =3 CO2 (g) + 2Fe (s) 化学反应的可逆性 化学反应既能正向进行，又能逆向进行 大多数化学反应都是可逆的 可逆反应 3CO (g) + Fe2O3 (s) = 3 CO2 (g) + 2Fe (s) ?G = 0 确定处于平衡状态 1. 实验平衡常数 (1) 浓度平衡常数 ( Kc ) a A + f F = g G + d D cGg · cDd cAa · cFf Kc: 浓度平衡常数；单位： (mol·l-1) ??B ??B = (g + d) – (a + f) = 0 时，Kc 无量纲 ? 0 时, Kc 有量纲 Kc = 一、 化学平衡常数 对于低压下的任一气相反应 a A + f F = g G + d D pGg · pDd pAa · pFf Kp = (2) 压力平衡常数 ( Kp ) Kp 单位： (Pa) ??B pB — 分压 单位 Pa Kp = Kc (RT) ??B ?rGm= ?rG ?m + RT lnJ J：反应商 (1) 吉布斯函数变的计算—范霍夫等温方程式 (R：8.314 J · K–1 · mol –1) 2. 标准平衡常数 Jc = ( cG / c ?)g(cD / c ? )d ( cA / c ?)a(cF / c ? )f 液相反应 Jp = ( pG / p ?)g(pD / p ? )d ( pA / p ?)a(pF / p ? )f 气相反应 气相反应 a A(g) + f F(g) = g G(g) + d D(g) K ? = ( pG / p ?)g(pD / p ? )d ( pA / p ?)a(pF / p ? )f K ? ： 无量纲 pi / p ? ：相对压力 p ? 为标准压力100 kPa (2) 标准平衡常数 ( K ? ) 液相反应 a A + f F = g G + d D 溶液中: 物质浓度为 ci mol·L?1 c ? 为标准浓度 1 mol·L?1 K ? = ( cG / c ?)g(cD / c ? )d ( cA / c ?)a(cF / c ? )f 纯固体与纯液体在表达式中不出现； 例1： Cr2O72? + H2O = 2 CrO42? + 2 H+? ? 例2： Ca2CO3 (s) = CaO (s) + CO2(g) p(CO2) / p ? K ? = [c(CrO42-) / c ?]2·[c(H+) / c ?]2 c(Cr2O72-) / c ? K ? = 标准平衡常数的几点说明： 平衡常数表达式需与方程式相对应? 例 N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g) （1/2）N2 (g) +（ 3/2）H2 (g) = NH3 (g) ? K1 = K22 逆反应如何？？ K1’ = K2’2 K 表达式可是用于复杂反应 A + F = g + d g + d = G + D A + F = G + D 多重平衡规则 若干方程式相加 ( 减 )，则总反应的平衡 常数等于分步平衡常数之乘积 (商) 例1: 2NO (g) + O2 (g) = 2NO2 (g) K1 2NO2 (g) = N2O4 (g) K2 2NO (g) + O2(g) = N2O4 (g) K = K1 ? K2 J K ? J K ? J = K ? (2) 标准平衡常数与