化学平衡3.5平衡常数计算

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1、第五节fGm和平衡常数计算一．化合物的标准生成Gibbs能fGm定义：标准状态（p=p）下，任何稳定单质的Gibbs能为0fGm：标准状态下，由稳定单质生成1mol化合物的Gibbs能变化298.15K时的fGm可查表获得由fGm求化学反应rGm：rGm=BfGmrGm=(nfGm)产物–(nfGm)反应物二．rGm的求算例判断苯苯胺反应可能性(1)先硝化，再还原C6H5(l)+HNO3(aq)=H2O(l)+C6H5NO2(l)fGm124.45–80.71–237.13146.2kJmol-1C6H5NO2(l)+3

2、H2(g)=2H2O+C6H5NH2(l)fGm146.20–237.13153.2–467.26rGm–134.67反应可行1．由fGm计算二．rGm的求算例：判断苯苯胺反应可能性(1)先硝化，再还原反应可行C6H5(l)+Cl2(g)=HCl(g)+C6H5Cl(l)fGm124.450–95.3116.3C6H5Cl(l)+NH3(g)=HCl(g)+C6H5NH2(l)fGm116.3–16.45–95.3149.21–45.94rGm–103.45反应可行(2)先氯化，在氨解1．由fGm计算二．rGm的求算例：判断苯苯胺反应可能性(1)先

3、硝化，再还原反应可行(2)先氯化，在氨解反应可行C6H6(l)+NH3(g)=C6H5NH2(l)+H2(g)fGm124.45–16.45153.2045.2rGm不可行(3)直接反应1．由fGm计算二．rGm的求算1．由fGm计算2．由平衡常数计算：rGm=–RTlnKa3．电化学方法：将反应设计成可逆电池，测标准电动势ErGm=–zFE4．用赫斯定律求算二．rGm的求算4．用赫斯定律求算例已知rGm(3)=？(1)C(s)+O2(g)CO2(g)rGm(1)=–394.4kJmol-1(3)rGm(2)=–257.1kJmol

4、-1(2)解因为(3)=(1)–(2)rGm(3)=rGm(1)–rGm(2)=–137.3kJmol-1二．rGm的求算5．由rGm=rHm–TrSm求算例甲醇脱氢反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)T=298KfHm(kJmol-1)-200.66-108.570rHm=92.09kJmol-1Sm(JK-1)239.81218.77130.68rSm=109.64JK-1mol-1则rGm=rHm–TrSm=59.40kJmol-1常温下不能进行反应二．rGm的求算讨论：G=H–TS焓H：

5、放热有利于反应熵S：增大有利于反应(2)转折温度当H，S都为正或都为负（同号）时，必有一个使G=0的温度，称转折温度估算转折温度：(1)G取决与二个因素例甲醇脱氢=840K（567C）（工业上应用600C）三．rGm求算平衡常数通式气相反应得Kp（理想气体）Kc，KxKf（非理想气体）Kp液相反应得Kx简单复相反应得Kp（按理想气体处理）三．rGm求算平衡常数例已知298K时C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)fGm(kJmol-1)68.12–228.59–168.62rGm–8.15kJmol-1200p时0.960.

6、500.40解(1)=26.83(1)求p时Kp（理想）(2)求200p时Kf，Kp（非理想）(2)Kf=f(T)，与p无关，Kf=26.83=32.20三．rGm求算平衡常数例298K时，Ag2CO3(s)Ag2O(s)+CO2(g)的rGm=12.89kJmol-1，求当空气中含0.1％CO2时，Ag2CO3能否自动分解？解=0.0055因为Kp>Qp所以能自动分解=0.001请转下一节返回