第五章---化学平衡ppt课件.ppt

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1、2021/9/17第五章化学平衡研究化学平衡的意义：1.用热力学方法研究在反应条件下的反应方向和极限产率；2.改变温度得到更大的平衡转化率，或温度不变时改变压力、物料配比等，得到更大的产率；3.通过理论计算同实际生产对比，估计提高产率的幅度，实现最优化的反应工艺条件。2021/9/172021/9/17化学平衡的概念（即化学反应为什么不进行到底）原模型：无混和只有少数实际反应可以进行到底，例如CaCO3分解实际反应：有混和，，有混和效应本章重点：化学平衡的热力学本质(结果：反应不进行完全，而留下部分反应物参与混和过

2、程。)(结果：反应会进行到底).2021/9/175-1化学反应的方向和限度2021/9/17（1）化学反应的限度H2+O2→H2O(电火花)单向反应双向反应H2+O2H2O一定条件下，反应朝哪个方向进行？H2+I2→HI:反应达到平衡时的反应进度反应什么时候平衡？.2021/9/17①若A，B不混合：（2）反应系统的吉布斯自由能.2021/9/17②实际反应：A和B要混合，若它们都是理想气体，则.2021/9/17=为什么化学反应不能进行到底？（限度）以AB为例，反应过程中G随反应过程的变化如图：因A，B混合而使

3、反应吉布斯自由能降低，曲线存在一个最低点，即是平衡点，反应只能进行到此平衡点。A不能完全转化为B。2021/9/17（3）化学反应的平衡常数和等温方程设有理想气体的化学反应：当反应达到平衡时，有：2021/9/17理想气体化学势：代入上式则：.2021/9/17式中，pG、pH、pA、pB代表平衡时的分压，当温度一定时，等式右边为常数，则：令常数!标准平衡常数.2021/9/17即得（范特霍夫等温方程）推广.2021/9/17例：①②注意：（1）　　表示平衡时各组分的分压比上标准压力的系数次方的乘积，　　表示在反应

4、进行的任意瞬间，各组分的分压比上标准压力的系数次方的乘积。（2）对特定的反应方程来说，　　只与温度有关。（3）与化学方程式的写法有关。化学平衡和标准平衡常数.2021/9/17当反应达到平衡时，化学平衡和标准平衡常数.2021/9/17范特霍夫等温方程作用：判断化学反应的自发性及反应的限度:等温等压.2021/9/17能正向自发进行B.能逆向自发进行C.不能判断D.不能进行判断该反应能否进行()例.在等温等压下，当反应的时2021/9/174-2反应的标准吉布斯自由能变化2021/9/17（1）化学反应的任意化学反

5、应的等温方程：其中：.2021/9/17（2）物质的标准生成吉布自由能实际应用中标准生成吉布自由能.2021/9/17(a)由和计算标准平衡常数。化学平衡和标准平衡常数（3）反应的及的求算.2021/9/17查表！2021/9/17稳定状态的单质的标准摩尔生成吉布斯函数为零！恒温下由标准态的稳定单质，生成一摩尔标准态的指定相态化合物的标准摩尔吉布斯函数变化。（b）由计算标准平衡常数查表！.化学平衡和标准平衡常数2021/9/17（c）由有关反应的标准平衡常数计算已知298K时反应求：解：反应（3）=2×（1）-（2

6、）则：因此：2021/9/174-3平衡常数的各种表示法1.气相反应.2021/9/17Kp只是温度的函数，可以有量纲。.2021/9/17Kx是温度，压力的函数(2)用摩尔分数表示的平衡常数.2021/9/17（3）用物质的量表示的Kn又因为：结论：当ΣvB=0时.若反应气体都是理想气体，反应平衡常数之间有Ka=Kp=Kx的反应是：2HI(g)=H2(g)+I2(g)；(2)N2O4(g)=2NO2(g)；(3)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)；(4)C(s)+CO2(g)=2CO(g)。[A]

7、(1)(2)；[B](1)(3)；[C](3)(4)；[D](2)(4)2021/9/172021/9/17例题已知反应2SO3（g）2SO2（g）+O2（g）在1000K，2p压力下达成平衡时有25%的SO3分解成SO2和O2，试求反应在该温度下的rGm。解：2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)t=0100平衡1－0.250.250.125n总=1.1252021/9/17rGm=－RTlnK=－8.314×1000×ln(2.46×10-2)=3.08×104(J·mol-1)K=Kx(p

8、/p)1=1.23×10-2×(2*101325/101325)1=2.46×10-2Kp自己计算！（根据Kp与Kx的关系）.2021/9/17化学平衡和标准平衡常数（3）复相反应压力对其影响小如果反应在一密闭容器中进行，则达到平衡时:2021/9/17分解压：可得：平衡时.分解反应A(s)=B(g)+2C(g)，此反应的平衡常数Kp与分解压力p之间关系为