理化生化學(xué)平衡PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1理化生化學(xué)平衡理化生化學(xué)平衡涉及變化的速率涉及變化的速率.第1頁(yè)/共31頁(yè)第2頁(yè)/共31頁(yè)4B B, ,0 0B BB BB B n nn n n n B BB BB B 0 0h hd dn ng gd dn nd dd dn na ad dn nd d H HG GD DA A第3頁(yè)/共31頁(yè)5B BB B d dn n p p) )d dG G( (T T, ,d d d dn nB BB B)d )d ( (d d p)p)dG(T,dG(T, B B B B B B p pT T, ,m mr r G GG G 第4頁(yè)/共31頁(yè)6用用 判斷都是等效的。判斷都是等效的。,Brm

2、,B() , ()T pBT pGG 或 rm,()0T pG反應(yīng)自發(fā)地向右進(jìn)行反應(yīng)自發(fā)地向右進(jìn)行rm,()0T pG反應(yīng)自發(fā)地向左進(jìn)行，不可能自發(fā)反應(yīng)自發(fā)地向左進(jìn)行，不可能自發(fā)向右進(jìn)行向右進(jìn)行rm,()0T pG反應(yīng)達(dá)到平衡反應(yīng)達(dá)到平衡3.根據(jù)吉布斯函數(shù)的判據(jù)：第5頁(yè)/共31頁(yè)7用用 判斷，這相當(dāng)于判斷，這相當(dāng)于 圖上曲線的斜率圖上曲線的斜率，因?yàn)槭俏⑿∽兓?，反?yīng)進(jìn)度處于，因?yàn)槭俏⑿∽兓?，反?yīng)進(jìn)度處于0 01 mol1 mol之間之間。pTG,)(G0)(,pTG反應(yīng)自發(fā)向右進(jìn)反應(yīng)自發(fā)向右進(jìn)行，趨向平衡行，趨向平衡0)(,pTG反應(yīng)自發(fā)向左進(jìn)反應(yīng)自發(fā)向左進(jìn)行，趨向平衡行，趨向平衡0)(,pT

3、G反應(yīng)達(dá)到平衡反應(yīng)達(dá)到平衡第6頁(yè)/共31頁(yè)8化學(xué)反應(yīng)等溫方程和平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)等溫方程和平衡常數(shù)0i0 plnpiiiiiiABGHaAbBgGhHR T （ 產(chǎn) 物 ）（ 反 應(yīng) 物 ）若、皆 為 理 想 氣 體 ， 有 ： 一一. .化學(xué)反應(yīng)等溫方程式化學(xué)反應(yīng)等溫方程式等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)第7頁(yè)/共31頁(yè)900AB0000GH00pp(ln)(ln)pppp(ln)(ln)ppABGHaRTbRTgRThRT00000ln lnghGHrmGHABabABghGHrmabABaaGghabRTaaaaGRTaa 0rmG在在T T一定時(shí)為常數(shù)，化學(xué)平衡時(shí)

4、一定時(shí)為常數(shù)，化學(xué)平衡時(shí) r rG Gm m=0, =0, 所以有：所以有：00ln()0ln()ghGHrmeqabABghGHrmeqabABaaGRTaaaaGRTaa 第8頁(yè)/共31頁(yè)1000constantghGHabABeqKaaKaa：稱化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，無(wú)量綱。與溫度、稱化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，無(wú)量綱。與溫度、反應(yīng)體系本身有關(guān)。給定反應(yīng)，溫度一定，則反應(yīng)體系本身有關(guān)。給定反應(yīng)，溫度一定，則有定值。有定值。000ln: rmrmGRTKG 化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化值化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化值二二. .平衡常數(shù)：平衡常數(shù)：第9頁(yè)/共31頁(yè)0p0Vant Hoff,ln l

5、nln ghGHpabABrmrmpaaQaaGGRTQRTKRTQ 等溫式 稱為壓力商0lnghGHrmrmabABaaGGRTaa 第10頁(yè)/共31頁(yè)12反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度 的判斷：的判斷： 反應(yīng)能正向進(jìn)行反應(yīng)能正向進(jìn)行 反應(yīng)不能正向進(jìn)行（逆方向可）反應(yīng)不能正向進(jìn)行（逆方向可） 反應(yīng)達(dá)到平衡反應(yīng)達(dá)到平衡壓力商壓力商 a aQ QK K0 0G G m mr ra aQ QK K0 0G G m mr ra aQ QK K0 0G G m mr rP PK KK K B Bd dD Da aA Ah hH Hg gG G B Bp pp pp pp pp pp pp p

6、p pp pP PP PQ QB BppmrQRTKRTGlnln第11頁(yè)/共31頁(yè)130 0 l ln na aR RT T( (T T) ) l ln na aR RT TT T 0 0a al ln nR RT TT T ( (T T) )G G T T a al ln nR RT Tm mr r R RT T( (T T) )G G e ex xp pa am mr r平平衡衡 e eq qd dD Da aA Ah hH Hg gG Gm mr ra aa aa aa aR RT T( (T T) )G G e ex xp pK KK第12頁(yè)/共31頁(yè)14d dD Da aA AH

7、Hg gG Gp p) )p pp p( () )p p( (p p) )h hp pp p( () )p p( (p pK K3 3H HN N2 2N NH Hp p) )p pp p( ( ) )p p( (p p) )p p( (p pK K2 22 23 321232 23 3H H2 21 1N NN NH Hp p2 2) )p pp p( () )p p( (p p) )p p( (p pK K2 22 23 3KRTGmrln22ppKK 第13頁(yè)/共31頁(yè)15 pK d dD Da aA Ah hH Hg gG Gp pp pp pp pp pp pK K p pd dD

8、Da aA Ah hH Hg gG Gp pp pK Kp pp pp pp pK KB B p pd dD Da aA Ah hH Hg gG Gx xp pp pK Kx xx xx xx xK KB B p pd dD Da aA Ah hH Hg gG GC Cp pR RT TK KC CC CC CC CK K第14頁(yè)/共31頁(yè)16 p pf fa aB BB B B B d dD Da aA Ah hH Hg gG Gd dD Da aA Ah hH Hg gG Gf fp pf ff ff ff fp pf fp pf fp pf fp pf fK KB B f fd dD D

9、a aA Ah hH Hg gG Gf fp pK Kf ff ff ff fK KfKfK第15頁(yè)/共31頁(yè)17 d dD Da aA Ah hH Hg gG Gx xx xx xx xx xK KBBxa B BB BB Bx x a aB BB Bx x B B B B B Ba aK KK Kx x a aK KB BB BB B1 1 B Bx xa aK KK K第16頁(yè)/共31頁(yè)18例如，有下述反應(yīng)，并設(shè)氣體為理想氣體：例如，有下述反應(yīng)，并設(shè)氣體為理想氣體： 有氣相和凝聚相（液相、固體）共同參與的反應(yīng)有氣相和凝聚相（液相、固體）共同參與的反應(yīng)稱為復(fù)相化學(xué)反應(yīng)。只考慮凝聚相是純態(tài)的

10、情況，純稱為復(fù)相化學(xué)反應(yīng)。只考慮凝聚相是純態(tài)的情況，純態(tài)的化學(xué)勢(shì)就是它的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)，所以復(fù)相反應(yīng)的態(tài)的化學(xué)勢(shì)就是它的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)，所以復(fù)相反應(yīng)的熱力學(xué)平衡常數(shù)只與氣態(tài)物質(zhì)的壓力有關(guān)。熱力學(xué)平衡常數(shù)只與氣態(tài)物質(zhì)的壓力有關(guān)。純固態(tài)的活度等于1（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)選擇），并且其飽和蒸氣壓相對(duì)極?。珊雎裕┤? .復(fù)相反應(yīng)復(fù)相反應(yīng)( (純凝聚相純凝聚相) ) (g)COCaO(S)(S)CaCO123：例200COpKp第17頁(yè)/共31頁(yè)19分解壓：固體物質(zhì)在一定溫度下分解，達(dá)到分解壓：固體物質(zhì)在一定溫度下分解，達(dá)到平衡產(chǎn)物中氣體的總壓力。平衡產(chǎn)物中氣體的總壓力。例例2.NaSO4(S)10H2O=NaSO4

11、+10H2O(g)例例3 將固體將固體NH4HS(s)放入密閉器中，加熱到放入密閉器中，加熱到298K時(shí)，發(fā)生了分解反應(yīng)時(shí)，發(fā)生了分解反應(yīng)NH4HS(s) = NH3 (g) + H2S(g)1)放入抽空的容器中，平衡時(shí)測(cè)得總壓力為放入抽空的容器中，平衡時(shí)測(cè)得總壓力為66660Pa，求此反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，求此反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)2)若容器中原已裝有的若容器中原已裝有的H2S氣體，問(wèn)達(dá)平衡時(shí)氣體，問(wèn)達(dá)平衡時(shí)NH4HS(s)分解所產(chǎn)生的壓力為多少？分解所產(chǎn)生的壓力為多少？21000H O/Kpp第18頁(yè)/共31頁(yè)20PapppSHNH6666023總PappSHNH33330230 0. .1 1

12、0 08 81 10 01 13 32 25 53 33 33 33 30 0p pp pp pp pK K2 2S SH HN NH Hp p2 23 3第19頁(yè)/共31頁(yè)21PapSH41032/223,SHSHNHppppp108.01034ppppKp0101 . 1103942ppPap41024. 2Pap41024.2第20頁(yè)/共31頁(yè)22HI(g)2g)(Ig)(H22HI(g)g)(Ig)(H221221（1）（2）四四.平衡常數(shù)與化學(xué)方程式的關(guān)系平衡常數(shù)與化學(xué)方程式的關(guān)系00,2,1200212rmrmGGKK 第21頁(yè)/共31頁(yè)233.4 3.4 平衡常數(shù)的測(cè)定平衡常數(shù)的

13、測(cè)定 及平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算及平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算一一. . 平衡常數(shù)的測(cè)定平衡常數(shù)的測(cè)定1.1.平衡的確定：平衡的確定：A.A.外界條件不變，體系中各物質(zhì)的濃度不外界條件不變，體系中各物質(zhì)的濃度不隨隨t t變；變；B.B.反應(yīng)物或產(chǎn)物開始反應(yīng)，測(cè)得的反應(yīng)物或產(chǎn)物開始反應(yīng)，測(cè)得的K K一致；一致；C.C.改變初濃度，所得的改變初濃度，所得的K K一致。一致。 第22頁(yè)/共31頁(yè)的組成。的組成。第23頁(yè)/共31頁(yè)253.5 標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能一一. .標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能1.標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能： ：標(biāo)準(zhǔn)壓力、指定溫度下，由元素標(biāo)準(zhǔn)壓力、指定溫度下，由元素最穩(wěn)定單質(zhì)生成最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mo

14、l1mol純物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)吉純物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的變化。規(guī)定元素最穩(wěn)定布斯自由能的變化。規(guī)定元素最穩(wěn)定單質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能為零。單質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能為零。0fmG0fmG第24頁(yè)/共31頁(yè)262.2.計(jì)算熱力學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算熱力學(xué)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)吉布斯自由能的變化值標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)吉布斯自由能的變化值在溫度在溫度T T 時(shí)，當(dāng)反應(yīng)物和生成物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，時(shí)，當(dāng)反應(yīng)物和生成物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，發(fā)生反應(yīng)進(jìn)度為發(fā)生反應(yīng)進(jìn)度為1 mol1 mol的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)GibbsGibbs自由能的自由能的變化值，稱為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯自由能變化值變化值，稱為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯自由能變化值，即，即00lnrmGR

15、TK 00exp()rmGKRT第25頁(yè)/共31頁(yè)2722rm(1) C(s)O (g)CO (g)(1)G$122rm2(2) CO(g)O (g)CO (g) (2)G$12rm2(3) C(s)O (g)CO(g)(3)G$rmrmrm(3)(1)(2)GGG $000(1)(3)(2)KKK解：解：(1) - (2) (1) - (2) 得（得（3 3） 3.3.計(jì)算實(shí)驗(yàn)不易測(cè)定的平衡常數(shù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)不易測(cè)定的平衡常數(shù)求求 的平衡常數(shù)，已知的平衡常數(shù)，已知122C(s)O (g)CO(g)第26頁(yè)/共31頁(yè)28二二.1.由反應(yīng)的由反應(yīng)的00000rmrmrmrmrmSHGHTS 和求：2.將反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池，由電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)將反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池，由電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)00rmGnFE 3.測(cè)定反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)測(cè)定反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)00lnrmGRTK 4.由統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)方法求算（略）由統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)方法求算（略）0rmG的求算第27頁(yè)/共31頁(yè)293.63.6溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響00200002()lnlnrmrmprmrmpGHTTTGR TKHKTR T 又 ： 由吉布斯由吉布斯- -亥