第四章：化学平衡(物理化学).PPT

解得: x= 0.00394 mol 标准反应吉布斯自由能的变化值 的用途： 1.计算热力学平衡常数 在温度T时，当反应物和生成物都处于标准态，发生反应进度为1 mol的化学反应Gibbs自由能的变化值，称为标准摩尔反应吉布斯自由能变化值，用 表示。 标准反应吉布斯自由能的变化值 2．近似估计反应的可能性 只能用 判断反应的方向。但是，当 的绝对值很大时，基本上决定了 的值，所以可以用来近似地估计反应的可能性。 数值的用处 的值在定义时没有规定温度，通常在298.15 K时的数值有表可查，利用这些表值，我们可以： 计算任意反应在298.15 K时的 (1) (2) ?G= ?H-T?S 温度对化学平衡的影响 对吸热反应， ，升高温度， 增加， 对正反应有利。 对放热反应， ，升高温度， 降低，对正反应不利。 温度对化学平衡的影响 若温度区间不大， 可视为常数，得定积分式为： 若 值与温度有关，则将关系式代入微分式进行积分，并利用表值求出积分常数。 这公式常用来从已知一个温度下的平衡常数求出另一温度下的平衡常数。 压力对化学平衡的影响 根据Le chatelier原理，增加压力，反应向体积减小的方向进行。这里可以用压力对平衡常数的影响从本质上对原理加以说明。 仅是温度的函数 压强不改变平衡常数，但能改变压强能改变压力商Jp N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H2 (g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) N2O4(g)=2NO2(g) 把容器瞬间压缩成一半，使各气体分压同时增大为原来两倍 把容器瞬间增大成两倍，使各气体分压同时减小为原来一半 化学反应 增大压强Qa变化 减小压强Qa变化 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) N2O4(g)=2NO2(g) 变为平衡常数1/4 不偏离平衡常数 变为平衡常数2倍 变为平衡常数4倍 不偏离平衡常数 变为平衡常数1/2 压力对化学平衡的影响 增大压强：向体积减小的方向移动，减小压强向体积增大的方向移动 压力对化学平衡的影响 从理论上讲，应该符合和气体相同的规则，增大压强向体积减小的方向移动，但在压力不太大时，因 值不大，压力影响可以忽略不计。但压强足够大时，就可以影响反应方向。 对纯凝聚相反应 对有理想气体参加或生成的反应。 惰性气体对化学平衡的影响 惰性组份：不参加化学反应的组份。 不改变体积，直接冲惰性气体，平衡可能不发生移动 当反应系统的总压力p保持不变(即反应在等 压条件下进行)时,充入惰性气体:可以看作减小别的压强。 对于分子数增加的反应，加入水气或氮气，会使反应物转化率提高，使产物的含量增加。 工程上的应用： C6H5C2H5(g)=C6H5C2H3(g)+H2(g) ?G = ? H - T? S 只是温度的函数，与压强没有关系，温度升高，平衡向吸热方向移动，温度降低，平衡向放热方向移动。增大压强向体积减小方向移动，减小压强向体积增大方向移动。 4.8、反应的偶合 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 一、反应偶合概念 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 1.在T、P条件下化学反应2A(g)+B(g)?3C(g)自发地由反应物变为产物，则反应体系中化学势之间应满足： ( ) (A)2?A+?B?3?C (B) 2?A+?B?3?C (C) 2?A+?B=3?C (D) ?A+?B??C 2.反应(1)A(g)+1/2B(g)=C(g)的平衡常数为K1；( ) 2A(g)+B(g) = 2C(g) 的平衡常数为K2---- ( ) 则K1与 K2的关系为 (A) K1= K2 (B) (K1) 2= K2 (C) K1=(K2)2 (D) K1=1/K2 物理化学 第四章 化学平衡 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。 4.1 化学反应的方