物理化学核心教程05 化学平衡.ppt

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1、物理化学核心教程电子教案第5章化学平衡第5章化学平衡5.1化学反应的等温式5.2标准平衡常数5.3标准平衡常数的测定与计算5.4各种因素对化学平衡的影响5.1化学反应的等温式1.化学反应概述2.化学反应的方向与限度3.化学反应等温式5.1.1化学反应概述本章研究的化学反应系统的特点1.封闭系统2.不做非膨胀功3.反应前后物料达平衡，即化学平衡的特征和微观特点2.正向反应速率等于逆向反应速率3.动态平衡1.参与反应的各物质的量不再随时间而改变5.1.2化学反应的方向与限度根据多组分系统的热力学基本方程等温、等压条件下根据反应进度定义代入上式,得5.1.2化学反应的方向与限度移项,得当时

2、：(a)和(b)两个公式完全等效适用于等温、等压、不做非膨胀功的封闭系统参与反应各物质的化学势保持不变三个判据完全等效5.1.2化学反应的方向与限度以为判据反应自发向右进行，趋向平衡反应自发向左进行,趋向平衡反应达到平衡Gibbs自由能和ξ的关系5.1.2化学反应的方向与限度以为判据反应物的化学势比生成物的高，反应自发向右进行，趋向平衡反应物的化学势比生成物的低，反应自发向左进行，趋向平衡反应物的化学势与生成物的相等，反应达到平衡5.1.2化学反应的方向与限度以为判据反应自发向右进行，趋向平衡反应自发向左进行，趋向平衡反应达到平衡5.1.3化学反应等温式1.理想气体混合物反应系统已知

3、该系统任一组分的化学势表示式为代入的计算式令5.1.3化学反应等温式代入,得这就是理想气体混合物系统的化学反应等温式称为化学反应的标准摩尔Gibbs自由能变化值与标准化学势一样,仅是温度的函数称为压力商,由参与反应的气体的压力决定化学反应等温式的用处若已知和,就可以计算,来判断反应的方向和限度。5.1.3化学反应等温式不能用来判断反应的方向和限度，除非系统都处于标准态。只能用来判断反应的方向和限度当是一个绝对值较大的负数时，基本上决定了的正、负号，可近似用来判断反应的方向和限度。可以用来估算一下反应的方向和限度。5.1.3化学反应等温式如果是非理想气体混合物反应系统已知该系统任一组分

4、的化学势表示式为用相似的方法,得5.1.3化学反应等温式2.理想液态混合物反应系统已知该系统任一组分的化学势可近似表示为代入的计算式这就是理想液态混合物系统的化学反应等温式5.1.3化学反应等温式如果是非理想液态混合物反应系统只要将相对活度代替浓度，化学反应等温式有相似的形式若已知或计算出根据反应求出或就可计算用来判断反应的方向和限度5.1.3化学反应等温式对于溶剂不参与反应的理想稀溶液系统，化学反应等温式为5.1.3化学反应等温式对于溶剂不参与反应的非理想稀溶液系统，化学反应等温式为5.2标准平衡常数1.标准平衡常数的定义2.气相反应的标准平衡常数3.液相反应的标准平衡常数4.有凝

5、聚相参与的气体反应的标准平衡常数5.平衡常数值与化学反应式的关系5.2.1标准平衡常数的定义对于任意不做非膨胀功的化学反应标准平衡常数的定义为称为化学反应的标准平衡常数，适用于任意相态的化学反应，包括电解质溶液的反应它与标准态化学势有关，故与各物的性质和标准态的选择有关它仅是温度的函数，压力已指定为标准压力它是量纲一的量，单位为15.2.2气相反应的标准平衡常数理想气体混合物反应系统达到平衡时代入标准平衡常数的定义式在等温、等压和不做非膨胀功的条件下得5.2.2气相反应的标准平衡常数理想气体混合物反应系统是理想气体混合物反应系统的标准平衡常数它仅是温度的函数，压力已指定为标准压力“压

6、力商”外的下标“e”表示是处于平衡状态时的压力下标“p”表示是“压力商”，以区别于其他标准平衡常数5.2.2气相反应的标准平衡常数理想气体混合物反应系统达到平衡时已令所以这个公式将两个重要物理量联系在一起，可用于任何化学反应，包括电解质溶液反应。5.2.2气相反应的标准平衡常数理想气体混合物反应系统因为代入理想气体混合物的化学反应等温式，得反应自发向右进行，趋向平衡反应自发向左进行，趋向平衡反应达到平衡若5.2.2气相反应的标准平衡常数对于非理想气体混合物反应系统代入气体混合物的化学反应等温式，得只要将压力用逸度代替，可以得相似的结果5.2.3液相反应的标准平衡常数理想液态混合物反应

7、系统达到平衡时代入标准平衡常数的定义式在等温、等压和不做非膨胀功的条件下，化学反应等温式为得5.2.3液相反应的标准平衡常数理想液态混合物反应系统就是理想液态混合物反应系统的标准平衡常数摩尔分数的下标“e”表示是处于平衡状态时各物的摩尔分数下标“x”表示混合物组成用摩尔分数表示，以区别于其他平衡常数它是量纲一的量，单位为15.2.3液相反应的标准平衡常数如果反应是在理想的稀溶液中进行并假设溶剂不参加反应，忽略压力对凝聚系统的影响当溶质的浓度用质量摩尔浓度表