物理化学化学平衡.ppt

******范霍夫方程和克—克方程克拉贝龙—克劳修斯方程可以看作是范霍夫方程用于单组分气—液或气—固两相平衡的特定表达形式.因为相变化和化学变化有一个共同点,即它们都以物质的化学势作为过程的推动力,体系中的化学势总是从高往低变化直到两边化学势相等.例6:某热电厂的冷却水来自于附近的小溪,设冷却水的量占小溪总流量的25%,进水水温和出水水温分别为20℃和60℃,求第63页,共88页，星期六，2024年，5月例6进水和出水处水中氧气的溶解度之比。设氧气在水中的平均溶解热为-13kJ/mol。解：小溪下游水温可粗估为0.25(333K-T)=0.75(T-293K)T=303K根据亨利定律第64页,共88页，星期六，2024年，5月例6第65页,共88页，星期六，2024年，5月例7例7：提纯镍的蒙德法是：在80℃时使CO通过金属镍的上方，以得到气态Ni(CO)4。接着，将Ni（CO）4加热到200℃，重新生成金属镍。计算下列反应：Ni(s)+4CO(g)→Ni(CO)4(g)在80℃和200℃时的平衡常数的比值。假定Ni(CO)4的生成焓为-605kJ/mol。第66页,共88页，星期六，2024年，5月例7对反应：Ni(s)+4CO(g)→Ni(CO)4(g)第67页,共88页，星期六，2024年，5月压力对化学平衡的影响根据Lechatelier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。对于理想气体，仅是温度的函数第68页,共88页，星期六，2024年，5月压力对化学平衡的影响因为也仅是温度的函数。所以第69页,共88页，星期六，2024年，5月压力对化学平衡的影响与压力有关，，气体分子数减少，加压，反应正向进行，反之亦然。对理想气体第70页,共88页，星期六，2024年，5月压力对化学平衡的影响 ，体积增加，增加压力，下降，对正向反应不利，反之亦然。在压力不太大时，因值不大，压力影响可以忽略不计。对凝聚相反应第71页,共88页，星期六，2024年，5月惰性气体对化学平衡的影响惰性气体不影响平衡常数值，当 不等于零时，加入惰性气体会影响平衡组成。例如： ，增加惰性气体，值增加，括号项下降。因为为定值，则 项应增加，产物的含量会增加。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。第72页,共88页，星期六，2024年，5月例如合成氨反应，压力增大将使产物数量增加，而惰性气体的积累将使产物数量减少。因此，合成氨的工业生产一般采用高压并定期放空以避免惰性气体（如氩）的积累。同样可以分析，对于乙苯脱氢生成苯乙烯的反应，则应采用较低压力及加入惰性气体水蒸气的方法以提高产率。思考：对反应，若恒温下通过压缩使体系压力增加一倍，则平衡如何移动？颜色如何变化？惰性气体对化学平衡的影响第73页,共88页，星期六，2024年，5月5.9反应的耦合耦合反应（couplingreaction）设体系中发生两个化学反应，若一个反应的产物在另一个反应中是反应物之一，则这两个反应称为耦合反应。例如：利用 值很负的反应，将 值负值绝对值较小甚至略大于零的反应带动起来。第74页,共88页，星期六，2024年，5月耦合反应的用途：例如：在298.15K时：反应(1)、(2)耦合，使反应(3)得以顺利进行。第75页,共88页，星期六，2024年，5月耦合反应的用途：再如，生物体内从葡萄糖向丙酮酸的代谢共牵涉到九步反应，其中第一步反应为葡萄糖+磷酸=葡萄糖-6-磷酸显然，此反应在标准状态下（指生化标准态，即标准压力，氢离子浓度为）不能自发向右进行，为此需要一个放能反应与之耦合，这个放能反应就是ATP水解。耦合反应为葡萄糖+ATP=葡萄糖-6-磷酸+ADP可见，耦合反应能自发向右进行。第76页,共88页，星期六，2024年，5月耦合反应的用途：工业上目前电解食盐水制造NaOH的反应为：2NaCl+2H2O→2NaOH+H2（g）+Cl