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1、第5章 化學(xué)平衡原理 第1頁(yè)5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用 5.3 化學(xué)平衡移動(dòng) 第2頁(yè)5.1.1 化學(xué)平衡基本特征5.1.2 吉布斯自由能與化學(xué)平衡 化學(xué)反應(yīng)等溫方程式 5.1.3 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 5.1.4 多重平衡 5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第3頁(yè) 一、平衡狀態(tài)1、可逆反應(yīng)絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是不能進(jìn)行到底反應(yīng),也就是可逆反應(yīng)。只是不一樣反應(yīng),其可逆程度不一樣而已。 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在同一條件下,既可自左向右進(jìn)行,也可自由向左進(jìn)行,這么反應(yīng)稱(chēng)為可逆反應(yīng)。 5.1.1 化學(xué)平衡基本特征第4頁(yè)2、化學(xué)平衡 當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí),體系中各種物質(zhì)
2、濃度不再發(fā)生改變,建立了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡,稱(chēng)化學(xué)平衡。H2(g) +I2(g) 2HI(g) V逆V正時(shí)間反應(yīng)速度圖 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡第5頁(yè)3、化學(xué)平衡特征 V正 = V逆 ,rGT,P = 0,體系組成不再隨時(shí)間而變。 化學(xué)平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡,是有條件平衡。 化學(xué)平衡能夠從兩個(gè)方向到達(dá)。平衡組成與到達(dá)平衡路徑無(wú)關(guān)。比如:H2(g) +I2(g) 2HI(g) (T=793K)試驗(yàn)編號(hào)起始濃度/(molL-1)平衡濃度/(molL-1)C(H2) C(I2) C(HI)C(H2) C(I2) C(HI)C(H2) C(I2)C2(HI)1230.2000.0000.1000.2000.0000.
3、1000.0000.2000.1000.1880.0940.1770.1880.0940.1770.0240.0120.0230.0160.0160.017第6頁(yè) 5.1.2 吉布斯自由能與化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)等溫方程式第7頁(yè)(一)關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)條件壓力限制:氣體物質(zhì)分壓為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)P=100KPa;濃度限制:溶液離子濃度為標(biāo)準(zhǔn)濃度C=1.0 molL-1 溫度不限:298.15K-表示為: rGm(298) T K-表示為: rGm(T)假如偏離標(biāo)準(zhǔn)條件:稱(chēng)為吉布斯自由能變量, 表示為: rGm(T)第8頁(yè)(二)非標(biāo)準(zhǔn)條件下吉布斯自由能變量rGm(T)計(jì)算 -化學(xué)反應(yīng)等溫方程式 1。反應(yīng)商 J概念 為了
4、表示物質(zhì)濃度(C)或壓力(P)對(duì)吉布斯自由能變量影響,引入反應(yīng)標(biāo)J概念:反應(yīng)通式: aA + dD = eE + fF 均相氣體反應(yīng):-反應(yīng)瞬時(shí)分壓商Jp表示式各項(xiàng)用氣體相對(duì)分壓表示 Pi/PdDaAfFeEpppppppppJ)/()/()/()/(QQQQ=第9頁(yè)均相溶液反應(yīng):-反應(yīng)瞬時(shí)濃度商Jc表示式各項(xiàng)用離子相對(duì)濃度表示 Ci/C多相反應(yīng):-反應(yīng)商J表示式中,氣體項(xiàng)用Pi/P ,離子項(xiàng)用 Ci/C比如反應(yīng): Aa(aq)+dD(aq) = eE(aq)+ fF(g)dDaAfFeEcccccccccJ)/()/()/()/(QQQQ =aAfFeEccppccJ)/()/()/(QQQ
5、=第10頁(yè)2。化學(xué)反應(yīng)等溫方程式rGT,P -反應(yīng)在非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下摩爾吉布斯自由能變量;rGT-反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)摩爾吉布斯自由能變量; R-摩爾氣體常數(shù), R = 8.314Jmol-1K-1; T-熱力學(xué)溫度。 J -反應(yīng)商(含瞬時(shí)濃度商Jp 和含瞬時(shí)分壓商Jp)rGT,P = rGT + RTln J 第11頁(yè)3。化學(xué)反應(yīng)等溫方程式應(yīng)用 利用化學(xué)反應(yīng)等溫方程式,能夠計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下吉布斯自由能變r(jià)GT,P, 從而判斷給定條件下該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向。例題 :已知反應(yīng)在298.15K時(shí)rHm 為155.0KJmol-1和rSm為-92.2JK-1mol-1。 試經(jīng)過(guò)計(jì)算解釋398.15K時(shí)銅線(xiàn)暴露在空氣中(
6、O2分壓為21.3Kpa ),其表面逐步覆蓋一層CuO。第12頁(yè) 通式:rGT,P =rG T+RT1nJ 平衡時(shí): rGT,P =0,反應(yīng)商J= K 代入反應(yīng)等溫式: 0=rGT+RT1nK 移項(xiàng): rGT = - RT1nK 或表示為: logK = - rGT /2.303RT此式是由rGm計(jì)算化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)公式。5.1.3 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第13頁(yè)K與 J關(guān)系:在同一化學(xué)反應(yīng)中,K表示式與反應(yīng)商J表示式相同,在平衡常數(shù)K表示式中cA、cD或、pA、pD和cE、cF、或pE、pF分別表示反應(yīng)物和產(chǎn)物平衡濃度或平衡分壓;在反應(yīng)商J表示式中則分別表示瞬時(shí)濃度
7、或瞬時(shí)分壓。5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第14頁(yè)平衡常數(shù)類(lèi)型對(duì)于反應(yīng): 平衡常數(shù)表示式相同( J(平衡) ),但式中各項(xiàng)使用單位不一樣,組成不一樣平衡常數(shù)。(一)經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)-直接使用濃度、分壓?jiǎn)挝?。濃度經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)(Kc): (離子反應(yīng))2。壓力經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)(Kp): (氣體反應(yīng))aA + bB dD + eE第15頁(yè)(二)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) -使用相對(duì)濃度、相對(duì)分壓1。氣體反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)2。溶液反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)3。復(fù)相反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第16頁(yè)(三)經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)比較1。對(duì)于離子反應(yīng) 數(shù)值上 Kc 等于 K 單位上 Kc- molL-1 K - 12。對(duì)于氣體反應(yīng) 數(shù)值上 Kp
8、不等于 K 單位上 Kp- KPa K - 13。對(duì)于多相反應(yīng) 經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)數(shù)學(xué)處理碰到困難 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)數(shù)學(xué)處理比較方便第17頁(yè) 舉例1: 如多相反應(yīng) Zn(s)+2H(aq)=Zn2(aq)+H2(g),其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K表示式為:K = 其中 c平=ceq;p平=peq;固態(tài)物質(zhì)Zn(s)不寫(xiě)入。5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第18頁(yè) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K與溫度相關(guān),與濃度或分壓無(wú)關(guān)。K是一個(gè)無(wú)量綱物理量。參加反應(yīng)強(qiáng)電解質(zhì)用離子相對(duì)濃度表示Ci/ C0參加反應(yīng)弱電解質(zhì)用分子相對(duì)濃度表示Ci/ C0參加反應(yīng)氣態(tài)物質(zhì)用氣體相對(duì)分壓表示Pi / P0參加反應(yīng)純液體(或溶劑)不寫(xiě)入?yún)⒓臃磻?yīng)純固體不寫(xiě)入
9、5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第19頁(yè)如合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)K1 = 另外,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表示式則與化學(xué)反應(yīng)方程式寫(xiě)法相關(guān)。5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第20頁(yè) 1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) K2 = 在溫度相同時(shí),K1和K2數(shù)值不一樣,二者之間關(guān)系為K1= (K2)2。 5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第21頁(yè)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)試驗(yàn)測(cè)定 確定標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)數(shù)值最基本方法是試驗(yàn)測(cè)定,只要測(cè)定試驗(yàn)平衡常數(shù),就可經(jīng)過(guò)它與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)關(guān)系計(jì)算得到。如四氧化二氮分解反應(yīng)乃經(jīng)典可逆反應(yīng): N2O4(g) 2NO2(g)5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡
10、常數(shù)第22頁(yè) 試驗(yàn)測(cè)定表明,在373K、反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),NO2與N2O4物質(zhì)量濃度按下式求出比值為一常數(shù),即: K= =0.36式中K稱(chēng)為試驗(yàn)平衡常數(shù)。其表示式與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表示式基本相同(數(shù)值可能不一樣) ,只是參加反應(yīng)物質(zhì)濃度或分壓項(xiàng)直接用平衡濃度或分壓表示;而標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表示式是用相對(duì)平衡濃度或分壓來(lái)表示。 5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第23頁(yè) 試驗(yàn)平衡常數(shù)Kc和Kp表示式書(shū)寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)也大致與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K相同。 試驗(yàn)平衡常數(shù)值越大,化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行程度越徹底,這一點(diǎn)與K是相同。試驗(yàn)平衡常數(shù)在化學(xué)平衡計(jì)算中仍在廣泛應(yīng)用。5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第24頁(yè)5.1.4 多重平衡 實(shí)際化學(xué)過(guò)程
11、往往有若干種平衡狀態(tài)同時(shí)存在。 在指定條件下,一個(gè)反應(yīng)體系中某一個(gè)(或幾個(gè))物質(zhì)同時(shí)參加兩個(gè)(或兩個(gè)以上)化學(xué)反應(yīng)并共同到達(dá)化學(xué)平衡,稱(chēng)為同時(shí)平衡(simultaneous equilibrium),也稱(chēng)多重平衡(multiple equilibrium)。 5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第25頁(yè) 比如,298K,氣態(tài)SO2、SO3、NO、NO2及O2在一個(gè)反應(yīng)器里共存時(shí),最少會(huì)有: SO2(g)+O2 (g) SO3 (g) K 1 NO(g)+O2 (g) NO2 (g) K 2 SO2(g)+NO2 (g) SO3 (g)+ NO(g) K 3 三種平衡關(guān)系共存其中SO2既參加平衡,又參
12、加平衡,且其分壓是唯一值,既平衡體系中相同物種狀態(tài)是確定,只能有一個(gè)濃度(或分壓)數(shù)值。且各個(gè)平衡平衡常數(shù)間存在以下聯(lián)絡(luò): K 3 K 1/ K 25.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第26頁(yè)多重平衡規(guī)則- 分步反應(yīng)平衡常數(shù)與總反應(yīng)平衡常數(shù)之間關(guān)系反應(yīng)(1) - K1 反應(yīng)(2) - K2反應(yīng)(3) - K3 假如:反應(yīng)(3)= 反應(yīng)(1)+反應(yīng)(2) 則 : K3 =K1 K2假如:反應(yīng)(3)= 反應(yīng)(1)-反應(yīng)(2)則: K3 =K1 / K2 當(dāng)幾個(gè)反應(yīng)相加(或相減)得到另一個(gè)反應(yīng)式時(shí),其平衡常數(shù)即等于幾個(gè)反應(yīng)平衡常數(shù)乘積(或商),這個(gè)規(guī)則稱(chēng)為多重平衡規(guī)則。第27頁(yè) 在多重平衡體系中,只有幾個(gè)
13、反應(yīng)都到達(dá)平衡后,體系才處于化學(xué)平衡狀態(tài)。 即使有部分反應(yīng)先期到達(dá)“平衡”,此“平衡”也必定受還未平衡反應(yīng)影響,于是未平衡反應(yīng)就會(huì)帶動(dòng)“已達(dá)平衡”反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,使其反應(yīng)愈加完全,甚至使原來(lái)不能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)變得能夠自發(fā)進(jìn)行。 經(jīng)過(guò)一個(gè)反應(yīng)帶動(dòng)另一個(gè)反應(yīng),稱(chēng)為反應(yīng)偶合,這類(lèi)反應(yīng)稱(chēng)為偶合反應(yīng)(coupling reaction)。5.1 化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第28頁(yè)5.2.1 預(yù)測(cè)反應(yīng)方向5.2.2 判斷反應(yīng)程度 4.4.3 計(jì)算平衡組成5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用第29頁(yè)(一)平衡移動(dòng)依據(jù):rGT,P =rGT+RT1nJ rGT = - RT1nK rGT,P = -RT1
14、n K + RT1n J rGT,P = RT1n (J / K )5.2.1 預(yù)測(cè)反應(yīng)方向-反應(yīng)商判據(jù)第30頁(yè) rGT,P = RT1n (J/ K )當(dāng)J K時(shí),則rGT,P0,正向反應(yīng)自發(fā); 當(dāng)J = K時(shí),則rGT,P =0,反應(yīng)到達(dá)平衡;當(dāng)J K時(shí),則rGT,P0,逆向反應(yīng)自發(fā)。平衡反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)商非平衡反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)商第31頁(yè)【例5-2】 已知298K、100kPa下,水飽和蒸氣壓為3.12kPa,CuSO45H2O(s)、CuSO4(s)、H2O(g)fGm(kJmol-1)分別為:-1880.06、-661.91、-228.50(1) 下述反應(yīng)rGm 、K各是多少? CuSO45H2O(s
15、) CuSO4 (s)+ 5H2O (g)(2) 若空氣中水蒸氣相對(duì)濕度為5.0%,上述反應(yīng)rGm是多少?CuSO45H2O(s)是否會(huì)風(fēng)化?CuSO4(s)是否會(huì)潮解?5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用第32頁(yè)解: (1) rGm = fGm=75.65 (kJmol-1 ) (2) 相對(duì)濕度(RH)定義為:RH =(空氣中水蒸氣分壓/該溫度下水飽和蒸氣壓)100即 p(H2O)=p(H2O飽和) RH=3.12 5.0%=0.16(kPa) J= p(H2O)/ p5=1.0 10-14 rGT,P = rGm + RT1nJ= -4.22(kJmol-1)rGm(298K) 0,反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行,
16、CuSO45H2O(s)會(huì)風(fēng)化,CuSO4(s)不會(huì)潮解。5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用第33頁(yè)5.2.2 判斷反應(yīng)程度 5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用 在一定條件下到達(dá)化學(xué)平衡時(shí),平衡組成不再隨時(shí)間而變。這表明反應(yīng)物向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變到達(dá)了最大程度。 K數(shù)值反應(yīng)了化學(xué)反應(yīng)本性,K值越大,正向反應(yīng)可能進(jìn)行程度越大;K值越小,正向反應(yīng)進(jìn)行得越不完全。所以,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K是一定溫度下、化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行最大程度量度。第34頁(yè) 反應(yīng)進(jìn)行程度也慣用平衡轉(zhuǎn)化率來(lái)表示。B物質(zhì)平衡轉(zhuǎn)化率(B)被定義為:5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用式中為n0(B)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)B物質(zhì)量;neq(B)為平衡時(shí)B物質(zhì)量。K越大,往往(B)也越大。第35頁(yè)例:
17、恒溫恒容下,GeO(g)與W2O6 (g) 反應(yīng)生成GeWO4 (g) : 若反應(yīng)開(kāi)始時(shí),GeO和W2O6 分壓均為100.0kPa,平衡時(shí) GeWO4 (g) 分壓為98.0kPa。求平衡時(shí)GeO和W2O6分壓和平衡轉(zhuǎn)化率以及反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。2GeO (g) +W2O6 (g) 2 GeWO4 (g)5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用第36頁(yè) p(W2O6)=100.0 kPa - kPa=51.0 kPap(GeO)=100.0 kPa - 98.0 kPa =2.0kPa解: 2GeO (g) + W2O6 (g) 2 GeWO4 (g)平衡pB/kPa 100.0-98.0 100.0- 98
18、.0開(kāi)始pB/kPa 100.0 100.0 0改變pB/kPa -98.0 - 98.05.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用第37頁(yè)平衡轉(zhuǎn)化率:5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用第38頁(yè)5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù):第39頁(yè)5.2.3 計(jì)算平衡組成 5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用 若已知反應(yīng)體系起始組成,利用K可計(jì)算平衡時(shí)反應(yīng)體系組成。 例:已知反應(yīng)CO(g)+Cl2(g) = COCl2(g)在恒容等溫條件下進(jìn)行,373K時(shí)K =1.5108。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)c0(CO)=0.0350molL-1, c0(Cl2)=0.0270molL-1, c0(COCl2)=0。計(jì)算373K反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)各物種分壓和CO平衡轉(zhuǎn)
19、化率。第40頁(yè)解:pV = nRT 因?yàn)門(mén) 、V 不變,pnB p= cRTp0(CO)=(0.03508.314373)kPa=106.3 kPap0(Cl2)=(0.02708.314373)kPa=82.0 kPa5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用第41頁(yè)開(kāi)始cB/(molL-1) 0.0350 0.0270 0開(kāi)始pB/kPa 106.3 82.0 0假設(shè)Cl2全部轉(zhuǎn)化 106.3-82.0 0 82.0又設(shè)COCl 2轉(zhuǎn)化x x x -x平衡pB/kPa 24.3+x x 82.0-xCO(g) + Cl2(g) = COCl2(g)5.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)用第42頁(yè) 因?yàn)镵 很大,x很小,假設(shè)
20、 82.0-x 82.0, 24.3+x 24.3 。平衡時(shí):p(CO)=24.3kPa ,p(Cl2)=2.3 10-6 kPa p(COCl2)=82.0kPa第43頁(yè)5.3.1 濃度(或分壓)對(duì)化學(xué)平衡影響 5.3.2 壓力對(duì)化學(xué)平衡影響 5.3.3 溫度對(duì)化學(xué)平衡影響 5.3.4 勒沙特列原理 5.3 化學(xué)平衡移動(dòng) 5.3 化學(xué)平衡移動(dòng)第44頁(yè) 化學(xué)平衡都是相正確、暫時(shí)。當(dāng)外界條件改變時(shí),平衡就會(huì)被破壞,各種物質(zhì)濃度(或分壓)也會(huì)改變,反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行,直到在新條件下建立新平衡。這種因?yàn)闂l件改變?cè)斐苫瘜W(xué)平衡移動(dòng)過(guò)程,稱(chēng)為化學(xué)平衡移動(dòng)(shift of chemical equilibri
21、um)。5.3 化學(xué)平衡移動(dòng)第45頁(yè)5.3.1 濃度對(duì)化學(xué)平衡影響 5.3 化學(xué)平衡移動(dòng)任一化學(xué)反應(yīng),其恒壓等溫下吉布斯自由能變?yōu)椋?rGT,P = -RT1nK + RT1nJ 第46頁(yè)5.3 化學(xué)平衡移動(dòng)若反應(yīng)商與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)關(guān)系為: J=K,則 rGT,P =0,反應(yīng)到達(dá)平衡。當(dāng)增加反應(yīng)物或降低產(chǎn)物濃度時(shí),將使JK,則 rGT,P K, rGT,P 0,逆向反應(yīng)將自發(fā)進(jìn)行,直至新平衡。 第47頁(yè)5.3.2 壓力對(duì)化學(xué)平衡影響5.3 化學(xué)平衡移動(dòng) 壓力對(duì)液相和固相反應(yīng)平衡幾乎沒(méi)有影響,但對(duì)于氣體參加任意一化學(xué)反應(yīng): aA+dD eE+fF 增加反應(yīng)物或降低產(chǎn)物分壓,都將使JK, rGT,P
22、 K, rGT,P 0,平衡向左移動(dòng)。 第48頁(yè) 對(duì)于一個(gè)已達(dá)平衡氣相反應(yīng),若增加或減小體系總壓,分兩種情況對(duì)化學(xué)平衡產(chǎn)生影響:5.3 化學(xué)平衡移動(dòng)當(dāng)a+d=e+f時(shí),即反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體分子總數(shù)相等,則增加總壓與降低總壓都將不會(huì)改變J值,依然維持J= K,化學(xué)平衡將不發(fā)生移動(dòng); 假如反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體分子總數(shù)不相等,即a+de+f,改變總壓將改變J值,使JK,平衡將發(fā)生移動(dòng)。增加總壓,平衡將向氣體分子總數(shù)即體積減小方向移動(dòng)。減小總壓,平衡將向氣體分子總數(shù)即體積增大方向移動(dòng)。 第49頁(yè)5.3.3 溫度對(duì)化學(xué)平衡影響 5.3 化學(xué)平衡移動(dòng) 濃度或壓力對(duì)化學(xué)平衡影響只改變J值,而不改變K。而溫度對(duì)化學(xué)
23、平衡影響卻完全不一樣,由rGm與K關(guān)系式可知,溫度改變,K值也將發(fā)生改變。即: rGm = - RT1nK 又因?yàn)?rGm =rHm TrSm第50頁(yè)故將兩式合并,可得: 5.3 化學(xué)平衡移動(dòng) 1nK = - + 第51頁(yè) 設(shè)在溫度為T(mén)1和T2時(shí)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)分別為K1和K2,并假定溫度對(duì)rHm和rSm影響能夠忽略,則5.3 化學(xué)平衡移動(dòng)(1)1nK1 = - + (2)1nK2 = - + 第52頁(yè)由(2)-(1)得: 5.3 化學(xué)平衡移動(dòng)上式表示了標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K與溫度關(guān)系。經(jīng)過(guò)測(cè)定不一樣溫度T下K值,用1n K對(duì)1/T作圖可得一直線(xiàn),由直線(xiàn)斜率和截距能夠求得化學(xué)反應(yīng)rHm和rSm。 -D=21mr1211lnTTRHKK第53頁(yè)上式還可深入探討溫度對(duì)化學(xué)平衡影響: 5.3 化學(xué)平衡移動(dòng) 對(duì)于正向吸熱反應(yīng),rHm0,當(dāng)升高溫度時(shí),即T2T1,必定有K2 K1,平衡將正向移動(dòng); 對(duì)于正向放熱反應(yīng),rHmT1,則必有K2 K1,就是說(shuō)平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 第54頁(yè)5.3.4 勒沙特列原理5.3 化學(xué)平衡移動(dòng) 濃度、壓力、溫度等原因?qū)瘜W(xué)平衡影響,能夠用1884年法國(guó)化學(xué)家勒沙特列(Le Chatelier)總結(jié)出一條普遍規(guī)律來(lái)判斷: 平衡總是向著消除外來(lái)影響,
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