中南民族大学考研622物理化学课件6.ppt

解：(1).设反应达平衡时的转化率为α,则有: 据题知: 则: 则平衡时物质的总量为: 则转化率: (2). 由: 得: 代入: 得: 6.6 标准生成吉布斯自由能 标准反应吉布斯自由能的变化值 标准摩尔生成吉布斯自由能 离子的标准摩尔生成吉布斯自由能 数值的用处 标准反应吉布斯自由能的变化值 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。 的用途： (1) - (2) 得（3） 2. 计算实验不易测定的平衡常数 例如，求 的平衡常数 3．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。 反应的 可从多个方向求算.常见的方法如下: A.由 计算. B.据 计算. C.由已知反应的 据盖斯定律计算. D.利用 计算. E.由电动势法用桥梁公式 计算. F.用统计方法计算. 的计算 标准摩尔生成吉布斯自由能 因为吉布斯自由能的绝对值不知道，所以只能用相对标准，即将标准压力下稳定单质（包括纯的理想气体，纯的固体或液体）的生成吉布斯自由能看作零，则： 在标准压力下，由稳定单质生成1 mol化合物时吉布斯自由能的变化值，称为该化合物的标准生成吉布斯自由能，用下述符号表示： 通常在298.15 K时的值有表可查。 （化合物，物态，温度） 数值的用处 计算任意反应在298.15 K时的 (1) 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： (2)判断反应的可能性。在有机合成中，可能有若干条路线，用计算 的方法，看那条路线的值最小，则可能性最大。若 的值是一个很大的正数，则该反应基本上不能进行。 (3)用 值求出热力学平衡常数 值。根据 与温度的关系，可以决定用升温还是降温的办法使反应顺利进行。 6.8 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 压力对化学平衡的影响 惰性气体对化学平衡的影响 * 第六章 化学平衡 6.1 化学平衡的条件和反应的亲和势 6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式 6.3 平衡常数的表示式 6.4 复相化学平衡 6.6 标准生成吉布斯自由能 6.7 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响 6.8 同时平衡 6.9 反应的耦合 6.10 近似计算 *6.11 生物学能简介 6.5平衡常数的测定和平衡转化率的计算 6.1 化学平衡的条件和反应的亲和势 化学反应系统 热力学基本方程 化学反应的方向与限度 为什么化学反应通常不能进行到底 化学反应亲和势 化学反应系统 化学反应系统： 封闭的单相系统，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： 热力学基本方程 等温、等压条件下， 当 时： 这两个公式适用条件： （1）等温、等压、不作非膨胀功的一个化学反应； （2）反应过程中，各物质的化学势 保持不变。 公式（a)表示有限系统中发生微小的变化； 公式(b)表示在大量的系统中发生了反应进度等于1 mol的变化。这时各物质的浓度基本不变，化学势也保持不变。 化学反应的方向与限度 用 判断都是等效的。 反应自发地向右进行 反应不可能自发地向右进行，自发 向左进行 反应达到平衡 用 判断，这相当于 图上曲线的斜率，因为是微小变化，反应进度处于0~1 mol之间。 反应自发向右进行，趋向平衡 反应自发向左进行，趋向平衡 反应达到平衡 为什么化学反应通常不能进行到底？ 严格讲，反应物与产物处于同一系统的反应都是可逆的，不能进行到底。 只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应，可以粗略地认为可以进行到底。这主要是由于存在混合吉布斯自由能的缘故。 将反应 D+E?2F为例，在反应过程中吉布斯自由能随反应过程的变化如图所示。 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