第5章化学平衡齐.pptx

第五章 化学平衡; §5.1 化学反应的方向及平衡条件;§5.1 化学反应的方向及平衡条件;§5.1　化学反应的方向及平衡条件 ; 恒温、恒压、不作非体积功组成一定的反应系统， 和 均为定值，因此， 是状态一定的反应系统的特征。;反应自发地向右(正向)进行; 化学平衡的基本特征： （1）系统的组成（各物质的量）不再随时间而变； （2）产物和反应物的数量之间具有一定的关系； （3）化学平衡是动态平衡； （4）平衡是有条件的、相对的。平衡组成与达到平衡的途径无关。;反应自发向右进行，趋向平衡;研究发现： G－ξ 曲线总是一条具有极小值的曲线。;　　1922年，比利时科学家De Donder首先引进了化学反应亲和势的概念。他定义化学反应的亲和势A为：;§5.2 理想气体反应的等温方程及标准平衡常数;§5.2　理想气体反应的等温方程及标准平衡常数 ;则;;（2） 化学反应进行方向的判断;3. 相关化学反应标准平衡常数之间的关系 ;同一化学反应，计量系数不同， ?rGm?不同，K? 也不同。;4. 有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应 ;平衡时?rGm = 0，有;p(CO2)为CO2的平衡压力，又称为CaCO3(s)的分解压力。; 如果产生的气体不止一种，则所有气体压力的总和——总压称为该反应的分解压力。;; p为总压，而?nB中也包括系统中不参加反应的惰性物质。;§5.3 平衡常数及平衡组成的计算;§5.3　平衡常数及平衡组成的计算 ;; 2. K?的实验测定及平衡组成的计算; 实验测定平衡常数，即通过测定已达平衡的反应系统中各组分的浓度(或测总压换算成分压)计算得到。常用的方法有两类：;（2）平衡组成的计算;例5.3.1： NO2气体溶于水可生成硝酸。但NO2气体也很容易发生双聚，生成N2O4，N2O4亦可解离，生成NO2，二者之间存在如下平衡：;方法一：根据反应式进行物料衡算，设N2O4的起始量为1mol， ;方法二： ;例 5.3.2：由某压力下的解离度α 1，求平衡常数；求不同压力下的解离度α2 。(P205);例5.3.3：由总压求平衡常数，转化率随反应物配比的关系。(P206);根据新的初始压力，重新进行物料衡算： ;§5.4 温度对标准平衡常数的影响;§5.4　温度对标准平衡常数的影响 ;或直接根据; 1875年提出分???的空间立体结构的假说，首创“不对称碳原子”概念，以及碳的正四面体构型假说。 1901年由于“发现了溶液中的化学动力学法则和渗透压规律以及对立体化学和化学平衡理论作出的贡献”，成为第一位诺贝尔化学奖的获得者。;①吸热反应; 2. ?rHm?不随温度变化时K?的计算;作不定积分，得;解：首先求T1=25 ℃下的K1? ：;例5.4.1 ：估算在常压 (101.325kPa)下CaCO3(s)的分解温度。已知25 ℃下反 应的?rHm?为178.32 kJ?mol-1，?rGm? 为130.40 kJ?mol-1。(按? rC p,m= 0处理); 3. ?rHm?随温度变化时K?的计算;解：;根据Kirchhoff定律，反应焓变与温度的关系有：;移项做不定积分，得：;§5.5 其他因素对理想气体反应平衡移动的影响;§5.5　其它因素对理想气体反应平衡移动的影响 ;温度一定，K? 不变：;惰性气体：泛指存在系统中，但未参与反应的气体。它既非反应物，也非产物。 实际生产过程：原料气中常含有不参与反应的惰性气体。 例如：(1)合成氨反应：原料气中常含有Ar、CH4气体； (2)SO2的转化反应：需要氧气，若此时通入空气，则N2为惰性气体。;　　恒温恒压下的反应，K? 恒定、总压p保持不变，加入惰性气体，将使系统中总的物质的量?nB变大。;例5.5.1：甲烷在500oC分解：CH4(g) == C(s) + 2H2(g)，?rGm?=5.56 kJ?mol-1。求：(1) p=1atm 和 0.5atm，CH4 的? =？(2) p=1atm，通入与CH4等物质的量的惰性气体时，CH4的? =？;新的物料衡算：CH4(g) == C(s) + 2H2(g) 惰性气体 开始n/mol 　　1 0 1 平衡n/mol 　　1- ? 2 ? 1 ?nB =2+?，??B =1 ;3. 增加反应物的