第四章 化学平衡.pptx

第四章化学平衡;反应方向→→→化学平衡;的反应;0.482;第一节化学反应的平衡条件;?B为计量系数，产物取正号，反应物取负号。;.;若变化在等温等压下进行，则;根据反应进度的定义;

;用 ≤判断都是等效的。;用 判断，这相当于 图上曲线的斜率，因变化微小，反应进度处于0-1mol之间。;问题：在等温等压下，当反应物的化学势的总和大于产物化学势的总和时反应自发向右进行，既然产物的化学势较低，为什么反应通常不能进行到底，而是进行到一定程度达到平衡后就不再进行？;组分B;(4-10);代入(4-10)得：;设反应从A,D开始,各为1mol,则在任何时刻：;设反应从A,D开始,各为1mol,则在任何时刻：;若气体总压p等于100kPa,则lnp(总)/pθ=0;;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。这主要是由于存在混合吉布斯自由能的缘故。;若要使反应进行到底，须在van’tHoff平衡箱中进行，防止反应物之间或反应物与产物之间的任何形式的混合，才可以使反应从R点直接到达P点。;化学反应的方向判断;反应自发进行的条件启示—学习与人生需要动力。;;;思考:;一.化学反应等温方程;将各组分的化学势代入式（4-12）,则;当反应达到平衡时:ΔrGm=0;当温度一定时，;等式两边在数值上相等，表示不同的物理意义.;由此可得到化学反应的判据:;例4-1反应CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g)在1000K时的Kθ=1.43,1200K时的Kθ=0.73;若CO,H2O,CO2,H2的分压分别为5kPa、0.2kPa,0.3kPa和0.3kPa,;解:（2）在1200K时;解:（1）;?;一.气体反应的平衡常数;;ΔrGmθ=-RTlnKθ,Kθ=f(T);例如:;思考:;式中??＝(g＋h)－(a＋d)是反应前后计量系数的代数和;令;对于理想气体，pB=pxB;对于混合理想气体的某组分pB=cBRT，;依据摩尔分数定义，有：;（三）真实气体反应平衡常数;（三）真实气体反应平衡常数;K?f与压力无关;?;如果参加反应的物质均溶于同一溶剂中，而溶液为稀溶液，溶质遵守亨利定律，;稀溶液中标准吉布斯自由能计算：;解：设计如下过程;饱和态转变为纯固态是一个可逆过程，此时也是处于平衡态，故ΔG=0，所以ΔG2=0=ΔG3=0;解：设计如下过程;ΔG3=0，可逆相变过程;?;当溶液的浓???较大时，应用活度;有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复相化学反应。只考虑凝聚相是纯态的情况，纯态的化学势就是它的标准态化学势，所以复相反应的热力学平衡常数只与气态物质的压力有关。;推导如下：;对气相与凝聚相组成的简单复相系统，如;分解压：凝聚相物质分解平衡时，气相产物分压之和;复相反应平衡常数只与气体的分压有关，与凝聚相的压力无关。但平衡常数与所有参加反应的标准态化学势有关。;一、平衡常数的测定;一、平衡常数的测定和求算;3、由?rG?m计算平衡常数;例如，求的平衡常数;;由平衡常数计算平衡转化率，确定反应的限度。;例4-4在400K、100kPa下，由1mol乙烯与1mol水蒸

汽反应生成乙醇气体，测得Kθ=0.099，求：

（1）在此条件下乙烯的转化率

（2）计算平衡系统中各物质的浓度（气体视为理想

气体）;P=100kPa,转化率α=0.293;求1mol正戊烷生成异戊烷和新戊烷的量;求1mol正戊烷生成异戊烷和新戊烷的量;1.计算平衡常数;2：间接计算反应的吉布斯能变化;3．近似估计反应的可能性;

;间接计算反应吉布斯能的启示—破除僵化思维，善于创新。;;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：;?fG?m：标准压力下，由稳定单质生成1mol化合物的Gibbs能变化；298.15K时的?fG?m可查表获得;由此而得到其他离子的标准摩尔生成吉布斯自由能的数值。;;例判断苯?苯胺反应可能性;例：判断苯?苯胺反应可能性;例：判断苯?苯胺反应可能性;解：;解：;例4-6b甲醇脱氢反应;;定温度时;(4-39);根据吉布斯－亥姆赫兹方程式,当参加反应的物质都处于标准状态时;讨论：;1.?rH?m为常数时（与温度无关）;对（4-43）进行不定积分;例 CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);?;例:某反应在1100K附近，随温度每升高1K，Kp比原来增大1%,求在此温度附近，该反应的