物理化学知识讲解.ppt

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1、物理化学用判断都是等效的。反应自发地向右进行反应自发地向左进行，不可能自发向右进行反应达到平衡化学平衡的条件§4-2理想气体反应的平衡常数一、理想气体反应的标准平衡常数假设，有一理想气体的化学反应aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)恒温恒压，反应达到平衡时，根据理想气体混合物中某组分的化学势为令（1）标准平衡常数只与温度有关，与反应系统的总压及组成无关。（2）同一化学反应，反应方程式的写法不同，其标准平衡常数的数值不同。当温度一定时，等式右边为一常数一、理想气体反应的标准平衡常数假若上述反应在恒压恒温条件下进行，其中各分压是任意的，而不是平衡状态时的分压，当反应进行时

2、，反应系统的吉布斯函数变化为理想气体混合物中某组分的化学势范特霍夫等温方程一、理想气体反应的标准平衡常数反应达平衡反应向左自发进行反应向右自发进行一、理想气体反应的标准平衡常数例题有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),在2000K时，已知K=1.55×107。（1）计算H2和O2分压各为1.00×104Pa，水蒸气分压为1.00×105Pa的混合气中，计算上述反应的△rGm，并判断反应自发进行的方向；（2）当H2和O2的分压仍然分别为1.00×104Pa时，欲使反应不能正向自发进行，水蒸气的分压最少需要多大？解（1）反应系统的分压比一、理想气体反应的标准平衡

3、常数由等温方程△rGm=-RTlnK+RTlnJP=8.314J·mol-1·K-1×2000K×ln(1000/1.55×107)=-1.60×105J·mol-1由△rGm<0，或者由JP

4、二、平衡常数的各种表示法（1）用物质的量的浓度表示的平衡常数（2）用摩尔分数表示的平衡常数二、平衡常数的各种表示法二、平衡常数的各种表示法（3）用物质的量表示的平衡常数二、平衡常数的各种表示法三、有纯态凝聚相参加的理想气体反应的有气相和凝聚相（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。例如，有下述反应，并设气体为理想气体：称为的解离压力或分解压。三、有纯态凝聚相参加的理想气体反应的所谓分解压是指固体物质在一定温度下分解达到平衡时，产物中气体的总压力。如果产生的气体不

5、止一种，则所有气体压力的总和称为分解压。例如：分解压则热力学平衡常数：如果反应起始时，只有NH4HS一种固体物质而没有气体，那么达到平衡时P(NH3)=P(H2S)=(1/2)P，则三、有纯态凝聚相参加的理想气体反应的解:NH4HS的分解反应为NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)例将固体NH4HS放在25℃的抽空容器中，求NH4HS分解达到平衡时，容器内的压力为多少？如果容器中原来已盛有H2S气体，其压力为4.00×104Pa,则达到平衡时容器内的总压力为多少?已知25℃，设平衡时，P(NH3)=x，则P(H2S)=x+4.00×104Pa,此时温度仍然是298K,不变

6、，所以三、有纯态凝聚相参加的理想气体反应的三、有纯态凝聚相参加的理想气体反应的同一个化学反应，如果反应方程式采用不同的写法，其计量数会不同，相应的rGm值就会不同,K也会随之而变。说明，如果一个化学反应方程式的计量数加倍，反应的rGm随之加倍，而平衡常数则按指数关系增加。四、rGm,平衡常数与反应方程式写法的关系1、如何计算rGm1）由化学反应的rHm和rSm计算rGm在恒温下解:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)反应的rHm=fHm[H2O(g)]=-241.8KJ·mol-1反应的rSm=Sm[H2O(g)]-Sm[H2

7、(g)]-1/2Sm[O2(g)]例求298K时反应H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(l)的K,已知在298K时的H2O(g)的生成热fHm=-241.8KJ·mol-1；H2(g)O2(g)和H2O(g)的标准熵值Sm分别为130.6,205.0和188.7J·K-1·mol-1；水的蒸气压为3.17×103Pa。=[188.7-130.6-(1/2)×205.0]J·k-1·mol-1=-44.4J·k-1·mol-1=-241.8×103+298×44.4=-228.