《天大考研资料 物理化学》第五章 化学平衡ppt课件.ppt

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1、第五章化学平衡1化学反应：A+BC平衡时:[A][B][C]?例：Fe2O3+3CO(g)==2Fe+3CO2(g)平衡时：CO占一定比例研究化学平衡——研究平衡时温度、压力和组成间的关系问题对于化学家、生物学家和地质学家来说，热力学第二定律最重要的应用是解决化学平衡问题。2§5-1化学反应的平衡条件1.摩尔反应Gibbs函数变设恒T、p且W’=0，反应进度为时：aA+bB=lL+mM化学势：ABLM微小反应:-dnA-dnBdnLdnMdGT,p=LdnL+MdnM-AdnA-BdnB=Lld+Mmd-Aad-Bbd=(lL+mM-aA-bB)d

2、通式：dGT,p=(BBB)d32.化学反应的平衡条件恒T、p且W’=0时，化学反应的平衡条件为：通式：dGT,p=(BBB)d(G/)T,p=BB=rGm摩尔反应Gibbs函数变rGm=(G/)T,p=BB=00141.理想气体反应的等温方程恒T、p且W’=0，化学反应的平衡条件为：rGm=BBB=0任意指定状态下(未达反应平衡)的反应系统一定要发生化学反应并朝平衡方向移动，反应自动进行的方向？用什么可测的量来判断？§5-2理想气体反应的等温方程及标准平衡常数5由理想气体的化学势：B=B+RTln(pB/p)rGm=BB

3、B=BBB+RTln(pB/p)=BBB+BBRTln(pB/p)式中第一项BBB：为各反应组分均处于标准态时，每摩尔反应的Gibbs函数变，称标准摩尔反应Gibbs函数rGmrGm=BBB6式中第二项BRTln(pB/p)=RTBln(pB/p)=RTln(pB/p)B令Jp=(pB/p)B(压力商)rGm=BB+BRTln(pB/p)=rGm+RTlnJp即:rGm=rGm+RTlnJp理想气体反应的等温方程72.理想气体反应的标准平衡常数(1)标准平衡常数由化学反应平衡条件，反应达平

4、衡时：rGm=rGm+RTlnJp(平衡)=0定义：Jp(平衡)=BpB(平衡)/pB=K标准平衡常数代入上式可有：rGm=-RTlnK8(2)化学反应进行方向的判断由rGm=rGm+RTlnJprGm=-RTlnKrGm=RTlnJp-RTlnK因此:JpK时，rGm0，反应正向进行（左右）JpK时，rGm=0，反应平衡JpK时，rGm0，反应逆向进行（右左）Jp可调：p产物p反应物Jp只有JpK时，反应才能正向进行93.理想气体反应的K、Kc、Ky及Kn气体混合物的组成可用：分压pB、浓度cB、摩尔分数yB等

5、来表示。平衡常数相应地也有不同的表示方法：K=(pB/p)BKc=(cB/c)B(c=1moldm-3)Ky=yBBKn=nBB10KKc：K=B(pB/p)BpB=nBRT/V=cBRT=(cB/c)cRTK=B(cB/c)BB(cRT/p)B=Kc(cRT/p)BKKy：K=B(pB/p)B=B(pyB/p)B=ByBB(p/p)B=Ky(p/p)B(p为总压)11KKn：K=B(pB/p)B=B(pyB/p)B=BpnB/(pnB)B=BnB

6、BBp/(pnB)B=Knp/(pnB)B(p为总压，nB包括系统中不参加反应的惰性物质的物质的量)K和Kc仅与温度有关，Ky与总压p有关，Kn与总压p、nB有关。B=0时，K=Kc=Ky=Kn124.有纯态凝聚相参加的理想气体反应K例：aA(g)+bB(l)=lL(g)+mM(s)常压下压力对凝聚态的影响可忽略不计，即：B(凝聚态)=BrGm=(lL+mM)-(aA+bB)=lL+RTln(pL/p)+mM-aA+RTln(pA/p)-bB=(lL+mM-aA-bB)+RTln(p

7、L/p)l/(pA/p)a=rGm+RTlnJp(g)13平衡时rGm=0rGm=-RTlnJp(g,平衡)又rGm=-RTlnKK=Jp(g,平衡)=BpB(g,平衡)/pB由此可知：rGm包括所有反应物、产物的BK只包括气体的平衡分压Jp只包括气体的实际分压14例：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)K=pCO2/p；pCO2称分解压