武漢工業(yè)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程系

武漢工業(yè)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程系第五章化學(xué)平衡第一頁，共二十五頁。第五章化學(xué)平衡本章目錄§5-1化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變（rGm)§5-4溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響§5-2化學(xué)等溫方程及平衡常數(shù)§5-3標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)（rGm)

的計(jì)算第二頁，共二十五頁。§5-1化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變（rGm)一、摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)（ΔrGm）任一發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的封閉系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生微小變化時(shí)，反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變量為：恒溫、恒壓下反應(yīng)，則dT=0,dP=0,上式變?yōu)椋海?）第三頁，共二十五頁。§5-1化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變（rGm)根據(jù)反應(yīng)進(jìn)度的定義，有：將（2）式代入（1）中，得：（2）（3）第四頁，共二十五頁。對于大量系統(tǒng)中反應(yīng)進(jìn)度為1mol（或微小變化）時(shí)體系的吉布斯能的改變?yōu)椋?/p>

§5-1化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變（rGm)結(jié)論及定義

第五頁，共二十五頁。1)量綱：J·mol-1；2)對同一化學(xué)反應(yīng)來講，其具體值與計(jì)量方程式寫法有關(guān)。對ΔrGm的理解：§5-1化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變（rGm)第六頁，共二十五頁。二、化學(xué)反應(yīng)的平衡條件§5-1化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變（rGm)rGm<0

反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行rGm＝0反應(yīng)已達(dá)平衡態(tài)rGm>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，但逆反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行第七頁，共二十五頁。§5-1化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變（rGm)三、G與的關(guān)系1、反應(yīng)過程中各相的組成均不發(fā)生改變時(shí)，則系統(tǒng)的G—圖為一條直線，如下圖。a線：斜率為正，rGm>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行b線：斜率為零，rGm＝0，反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)c線：斜率為負(fù)，rGm<0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行例：CaCO3(S)=CaO(S)+CO2（g）第八頁，共二十五頁?！?-1化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變（rGm)2、相組成發(fā)生改變的化學(xué)反應(yīng)，系統(tǒng)的G—圖為一條向下凹的曲線，如下圖所示?？梢?，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，即的增大，G先減小，經(jīng)過最低點(diǎn)后，又逐漸增加。左側(cè)：斜率為負(fù)，rGm<

0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行最低點(diǎn)：斜率為零，rGm＝0，反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)右側(cè)：斜率為正，rGm>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行例：N2(g)+H2(g)=2NH3（g）

HCOOH(l)+CH3OH(l)=HCOOCH3(l)+H2O(l)第九頁，共二十五頁。一、理想氣體反應(yīng)的等溫方程§5-2化學(xué)等溫方程及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)理想氣體混合物任一組分B的化學(xué)勢為：令：上式中，為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)。第十頁，共二十五頁。則：DrGm=DrGqm+RTlnJP理想氣體化學(xué)反應(yīng)的等溫方程§5-2化學(xué)等溫方程及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第十一頁，共二十五頁。二.理想氣體化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KθKθ:

無量綱,T一定時(shí)為常數(shù),其數(shù)值與計(jì)量式的寫法有關(guān)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)：§5-2化學(xué)等溫方程及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第十二頁，共二十五頁。反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)已達(dá)平衡反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，但逆向反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行等溫方程的意義：可用來判別一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行以及進(jìn)行到什么程度為止?！?-2化學(xué)等溫方程及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第十三頁，共二十五頁。

若參加反應(yīng)的各組分不處于同一相,則屬于多相化學(xué)反應(yīng)，常壓下壓力對凝聚態(tài)的影響可忽略不計(jì)。可近似認(rèn)為凝聚態(tài)在常壓下的化學(xué)勢等于其標(biāo)態(tài)化學(xué)勢。三、有純態(tài)凝聚相參加的理想氣體反應(yīng)§5-2化學(xué)等溫方程及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第十四頁，共二十五頁?！?-2化學(xué)等溫方程及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第十五頁，共二十五頁?？梢?，有純態(tài)凝聚相參與的理想氣體的化學(xué)反應(yīng)，其平衡常數(shù)等于各氣相組分的平衡壓力商，不出現(xiàn)凝聚相。§5-2化學(xué)等溫方程及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第十六頁，共二十五頁。§5-2化學(xué)等溫方程及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)第十七頁，共二十五頁?！?-3標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)（rGm)的計(jì)算一、由計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)，數(shù)據(jù)可查第十八頁，共二十五頁?！?-3標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)（rGm)的計(jì)算二、由和計(jì)算第十九頁，共二十五頁。三、由相關(guān)反應(yīng)計(jì)算§5-3標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)（rGm)的計(jì)算例如：(1)C(s)+O2(g)CO2(g)(2)CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)(3)C(s)+1/2O2(g)CO

(g)可以看出：（1）－（2）＝（3）則有：－＝相關(guān)反應(yīng)：由加減關(guān)系可以得到的化學(xué)反應(yīng)第二十頁，共二十五頁?！?-4溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響一、范特霍夫方程范特霍夫方程1.范特霍夫方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式第二十一頁，共二十五頁。§5-4溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響2.范特霍夫等壓方程的應(yīng)用隨溫度升高而增大隨溫度升高而減小與溫度無關(guān)第二十二頁，共二十五頁。二、rHmθ可視為常數(shù)時(shí)范特霍夫方程的積分式將范特霍夫方程定積分得不定積分得§5-4溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響第二十三頁，共二十五頁。三、rHmθ不為常數(shù)時(shí)時(shí)范特霍夫方程的積分式§5-4溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響第二十四頁，共二十五頁。內(nèi)容總結(jié)武漢工業(yè)學(xué)院?；瘜W(xué)與環(huán)境工程系。第五章化學(xué)平衡。rGm<0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。rGm＝0反應(yīng)已達(dá)平衡態(tài)。rGm>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，但逆反應(yīng)可自。a線：斜率為正，