《物理化学》课件-化学平衡+化学势.ppt

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1、第三章化学平衡（ChemicalEquilibrium）学时：4主讲：王女课程中心：物理化学B2016编辑第三章化学平衡（教材第五章）无机化学中学过的2定T定p反应处于平衡态时：(仅是T的函数)(也仅是T的函数)等温方程：任给态反应商：自发平衡ΔGT,p=0第三章化学平衡（教材第五章）无机化学中学过的3JKθ时，ΔGm(T)>0逆向反应自发；反应处于任意给定状态T改变时，KӨ改变。近似处理：第三章化学平衡（教材第五章）4§3-1化学势目录§3-2热力学

2、平衡常数§3-3平衡移动的热力学原理§3-4化学平衡原理的应用（书中§5.5~§5.7为不要求内容）第三章化学平衡5学习要求及重点理解化学势及其判据理解方程掌握平衡常数掌握平衡移动的定性讨论、平衡转化率的计算§3-1化学势（教材§4.2、§4.3）6知识点什么是化学势化学势判据及其应用化学势等温式之前学过的判据函数隔离系统定温定容封闭系统定温定压封闭系统§3-1化学势一、化学势定义7纯物质封闭系（双变量系）：对组成可变的封闭系[(k+2)变量系]：热力学基本方程基本方程变为§3-1化学势一、化学

3、势定义8组成可变的封闭系[(k+2)变量系]的基本方程：可以证明各项相等定义为化学势μB§3-1化学势一、化学势定义9含义：定温定压除B以外物质的量都不变时，系统G随nB的变化率。或……组成可变的封闭系[(k+2)变量系]的基本方程：§3-1化学势二、化学势判据及其应用10dG判据：封闭系、定T定p条件下自发平衡dA判据：封闭系、定T定V条件下自发平衡以为例：以为例：化学势判据对化学平衡和相平衡方便§3-1化学势二、化学势判据及其应用11例1、相变化：自发平衡结论：封闭系中相变化总是向着化学势降

4、低的方向自发进行；平衡时B组分在两相的化学势相等。自发平衡自发平衡§3-1化学势二、化学势判据及其应用12例2、定温定压的化学变化结论：封闭系中化学变化总向着化学势降低的方向自发进行。自发平衡自发平衡自发平衡aA+bByY+zZT,p§3-1化学势三、化学势等温式131、纯理想气体——纯理气化学势等温式定T下从pӨ→p理想气体的标准态(T,pӨ)化学势定温下µ=f(p)、µ=f(c)……基本方程§3-1化学势三、化学势等温式142、混合理想气体中分压为pB的组分BpV=nRT，且：pBV=nBR

5、T，相当于B独立存在：混合理气中组分B的标准态(T,pB=pӨ)化学势§3-1化学势三、化学势等温式153、纯液体及纯固体定温下：l(T,p*)g(T,p*)或s(T,p*)g(T,p*)液态或固态物质的标准态化学势。标准态——处于T，pӨ下纯液体(固体)4、溶液中各组分的化学势等温式:µ=f(c)（见第四章）§3-2热力学平衡常数16深入理解平衡常数的含义知识点化学势判据在化学平衡中的应用与关系的理解的计算如何得到的？通过化学势判据推出等温方程§3-2热力学平衡常数17一、等温方程及KӨ的推导

6、以理想气体反应为例T、p下反应：aA+bB＝yY+zZ某状态下：pApBpYpZ反应商反应等温方程式平衡时§3-2热力学平衡常数18一、等温方程及KӨ的推导标准平衡常数平衡0几点说明：KӨ与ΔGӨm所指状态不同KӨ量纲为1，有别于实验K；KӨ与ΔGӨm中所选物质的标准态必须一致；KӨ——平衡产率计算的依据§3-2热力学平衡常数19二、理想气体反应平衡常数的几种表示实验平衡常数显然：T的函数§3-2热力学平衡常数20三、平衡常数的计算1、实验测量法*：特点：直观；需“冻结”反应。2、热力学计算法：

7、⑴标准生成Gibbs函数法：⑵标准熵法：⑶组合法：§3-2热力学平衡常数21四、分解压T温度下，2FeO(s)＝2Fe(s)+O2(g)分解压大小反映了分解反应的程度，或是凝聚态物质的稳定性。分解压只与T相关，与凝聚态物质的数量无关，随T升高，分解压增大；CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)§3-2热力学平衡常数22四、分解压利用表中数据计算，1000K下使1molFeO的脱氧,选择Mn、Si哪个更好？氧化物CuONiOFeOMnOSiO2Al2O3MgO分解压p/kPa2.0×10-8

8、1.1×10-143.3×10-183.1×10-311.3×10-385.0×10-463.4×10-50热稳定性渐增§3-3平衡移动的热力学原理23深入理解勒夏特列(LeChatelier，法,化学家)原理——假如改变平衡系统的条件之一，平衡就向能减弱这种改变的方向移动。知识点化学反应等温方程式化学反应等压方程式定性讨论及定量计算勒夏特列特别感兴趣的是科学和工业之间的关系，以及怎样从化学反应中得到最高的产率。他因于1888年发现了“勒夏特列原理”而闻名于世界。改变除T以外因素改变T§3-3平