第二章化學(xué)平衡-內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院_精品課程網(wǎng)站

1、第二章 化學(xué)平衡目的要求：1. 應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)等溫方程式判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。2. 掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kº，了解Kº與Kp、Ky、Kn、Kc的關(guān)系。3. 掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及平衡組成的計算方法。4. 理解標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)概念，掌握運用rGmº計算平衡常數(shù)的方法。5. 能應(yīng)用范特霍夫恒壓方程式計算不同溫度下的平衡常數(shù)。6. 理解溫度、壓力、惰性組分和反應(yīng)物配比等因素對平衡的影響。重點：標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及平衡組成的計算方法，運用rGmº計算平衡常數(shù)的方法難點：rGmº計算平衡常數(shù)的方法§2.1 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度2.1.1 反應(yīng)進(jìn)度參加反

2、應(yīng)的任意物質(zhì)用B來表示， 是化學(xué)反應(yīng)方程式中物質(zhì)B的化學(xué)計量數(shù)，反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)為負(fù)值，產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)為正值，那么一般化學(xué)反應(yīng)可表示為對化學(xué)反應(yīng) 則有：定義對有限量的變化式子中的 稱為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度，單位為mol2.1.2化學(xué)反應(yīng)的平衡條件1、物系的吉布斯自由能：若反應(yīng)是在恒溫恒壓且物系不做非體積功的條件下進(jìn)行，則上式變?yōu)椋核裕?記： 稱為反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變。<0 反應(yīng)正向自動進(jìn)行2、將反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變與吉布斯自由能判據(jù)相結(jié)合，可得：0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)>0 反應(yīng)逆向自動進(jìn)行上式為在任意指定得物系狀態(tài)及恒溫恒壓物系不做非體積功得條件下，化學(xué)反應(yīng)得方向與限度的

3、判據(jù)。3、化學(xué)反應(yīng)的條件為：即有：當(dāng)化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)物的化學(xué)勢的總和等于反應(yīng)物化學(xué)勢總和時，化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。2.1.3 化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)假設(shè)有以理想氣體的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，則令： 稱為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變令：所以：故： 稱為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)說明：a、對理想氣體反應(yīng)，它表示反應(yīng)達(dá)到平衡時各物質(zhì)平衡分壓的相對值 的 次冪的連乘積。b、對各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)已選定的情況， 和 都是溫度的函數(shù)，與其它條件無關(guān)。c、 是反應(yīng)限度的標(biāo)志，其值越大，則平衡混合物中產(chǎn)物的組成越大。2.1.4 化學(xué)反應(yīng)的等溫方程1、對上述理想氣體的反應(yīng)是在恒溫下進(jìn)行，反應(yīng)，又非平衡態(tài)，物系中各物質(zhì)的化學(xué)勢表示為：則反應(yīng)物系

4、的吉布斯自由能變?yōu)榱睿簞t：所以：以上兩式均為化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式2、判斷恒溫恒壓且物系不做非體積功的條件下，任意化學(xué)反應(yīng)的方向和限度，則反應(yīng)正向自動進(jìn)行反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則反應(yīng)逆向自動進(jìn)行，則§2.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及平衡組成的計算2.2.1 理想氣體反應(yīng)平衡常數(shù)的其它表示1、對理想氣體反應(yīng)，設(shè)達(dá)到平衡時，在理想氣體混合 物中，任一組分B的分壓為pB，則有：則有：定義濃度平衡常數(shù)為因此：2、定義摩爾分?jǐn)?shù)平衡常數(shù)因為理想氣體 其中xB為摩爾分?jǐn)?shù)，p為總壓故：3、定義壓力平衡常數(shù)Kp為 表示任一理想氣體B的平衡分壓則：2.2.2 多相化學(xué)平衡例如：下列反應(yīng) 是一個多相反應(yīng)，其中包含兩個不同

5、的純固體和一個純氣體 適用于任何化學(xué)平衡，則上述反應(yīng)達(dá)平衡時： （21）因為對固體（或液體）所選取的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為溫度T時標(biāo)準(zhǔn)壓力下的純固體（或純液體），即：而，對于氣體又有：將上述三個式子代入21式中，可得：所以說明：對多相反應(yīng)，平衡常數(shù)得表示式中，只含有各氣體得分壓力，而與其它數(shù)量無關(guān)2.2.3 平衡組成的計算1.2.說明：在沒有副反應(yīng)的情況下，平衡轉(zhuǎn)化率與平衡產(chǎn)率相等§2.3 化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變規(guī)定 在指定溫度下，有標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下指定相態(tài)的某物質(zhì)時，反應(yīng)的吉布斯自由能變稱為在此溫度下該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能，用 表示說明：穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩

6、爾生成吉布斯自由能變?yōu)榱?#167;2.4 影響化學(xué)平衡的因素2.4.1 溫度對化學(xué)平衡的影響1. 稱為化學(xué)反應(yīng)的等壓方程分析：對于放熱反應(yīng) ，則 ，即升高溫度，則 減小，也就是平衡向逆方向移動或者說，升高溫度平衡向吸熱方向移動反之，降低溫度平衡向放熱方向移動2根據(jù)等壓方程，可以定量地計算出不同溫度下的a、 按常數(shù)處理據(jù) ，若 或溫度變化范圍不大時， 皆可按常數(shù)處理等壓方程式積分：即若取不定積分，得：以 為縱坐標(biāo)，以 為橫坐標(biāo)，作一直線，斜率為 ，即可求出 b、 隨T變化由可得：式中 可視為積分常數(shù)，將某一溫度下的 代入上式，即可求出 ，代入等壓方程并積分得：I為積分常數(shù)2.4.2 壓力對化學(xué)平衡的影響1、判據(jù) 若反應(yīng)溫度一定，式中的 為一常數(shù)2、討論a、當(dāng) 若總壓力p增加，因 不變，故 減小則平衡向產(chǎn)物減小的方向移動，即向著逆反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化率降低b、當(dāng) 若總壓力p增加，因 不變，故 增加則平衡向產(chǎn)物增加的方向移動，即向著正反應(yīng)方向移動轉(zhuǎn)化率增加c、當(dāng) 則 ，平衡與總壓力p無關(guān)，即總壓力改變不會引起化學(xué)