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《物理化学中国药科大学化学平衡2-7节ppt课件.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、理想气体反应的K只是温度的函数Kc只是温度的函数Kx=f(T,p)Kp的单位是(Pa)Kn不是平衡常数=f(T,p),K与T,p有关,Kp,Kf与T,p有关(三)非理想气体二、液相反应液相中各物质的化学势:理想溶液由拉乌尔定律可知,此标准态是纯物质。B*(T,p)=B(g)+RTlnp*/p稀溶液:(反应物溶于同一溶剂中)显然此标准态不是纯物质。是由亨利定律得到的Kc,Km=f(T,p),但p的影响可忽略。如果浓度用m表达:rGm=-RTlnK,rGm是各物质都处于标准态时反应
2、的吉布期能变化,由于在溶液中标准态的选择不同,溶液中各物质的标准态的化学势i(sln)也不同,所以影响到K的计算。我们现在要想知道它和fGm的关系是什么?aA(eq)gG(eq)rGm=gG,m*(T,p)-aG,m*(T,p)G,m*(T,p):T,p,m/m=1fGm:T,p,纯态fGm=G(m,ms)=G,m*(T,p)+RTln(mms/m)G,m*(T,p)=fGm+RTln(m/mms)rGm=-RTlnK=gfGm(G)-a
3、fGm(A)+RTln(m/mGG,m)-RTln(m/mAA,m)=gfGm(G)-afGm(A)+RTln(mGG,m/mAA,m)A(T,p)纯态A(T,p,m,ms)饱和溶液A(T,p)m/m=1G=0三、复相反应有气相和凝聚相(液相、固体)共同参与的反应称为复相化学反应。只考虑凝聚相是纯态的情况,纯态的化学势就是它的标准态化学势,所以复相反应的热力学平衡常数只与气态物质的压力有关。分解压:固体物质在一定温度下分解达到平衡产物中气体的总压力。复相反应平衡时,平衡常
4、数中只有气体而不出现凝聚相。例如:1:NaSO4(S)10H2O=NaSO4+10H2O(g)注意:CO2只有与CaO,CaCO3两个固相成平衡时,K=pCO2,只有一个固相时:KpCO2第四节 平衡常数的测定和平衡转化率一、平衡常数的测定K的实验测定化学法:直接测定平衡系统的组成物理法:找出物理性质与平衡系统组成的定量关系。(折光率、旋光度、电导率、密度、压力等)转化率、产率转化率=转化量/投料量100产率(收率)=平衡时产物量/理论上全部转化的产物量100二、平衡转化率的计算%=61.5%
5、产率=1.23/2100%=61.5%第五节 标准生成吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能一、标准状态下反应的吉布斯能变化1.计算热力学平衡常数2.计算实验不易测定的平衡常数例如,求的平衡常数(1)-(2)得(3)(1)C(s)+O2(g)CO2(g)rGm(1)(2)CO(s)+1/2O2(g)CO2(g)rGm(2)(3)C(s)+1/2O2(g)CO(g)rGm(3)3.近似估计反应的可能性只能用判断反应的方向。但是,当的绝对值很大时,基本上决定了的值,所以可以用来近似地估计反应
6、的可能性。rGm(3)=rGm(1)-rGm(2)一般 >42kJ·mol-1,认为反应不能进行。<-4242kJ·mol-1,反应基本上能进行。(1)由反应的(4)将反应设计成电池,由电池的电动势E求:(2)测定反应的标准平衡常数K,由反应等温式求:(3)由 求算二、标准生成吉布斯能标准压力、指定温度下,由元素最稳定单质生成1mol纯物质的时的标准吉布斯能的变化。规定元素最稳定单质标准生成吉布斯自由能为零。第六节温度对化学平衡的影响由吉布斯-亥姆霍兹方程:第七节 影响化学平衡的其他因
7、素一、压力的影响对凝聚相反应(s,l),压力的影响较小,一般压力小于100atm,不予考虑。惰性气体不参与反应,但影响反应系统的总压力二、惰性气体的影响mol97.0111mol11(c)mol98.07.211.0(b)2122=+-=+===--npnnnpKnnnnnp总))(()()(上例说明:加入惰性气体对此反应利于提高产率。习题:P107:习题2;3;6;8;9;10;11;12;13;14;16;17