第五章化学平衡[最新]VIP免费

第五章化学平衡6学时HuWei化学平衡研究化学反应体系的平衡问题：a）化学反应的方向和限度b）各种状态反应的平衡常数表示式c）各种条件对化学平衡的影响大部分化学反应可以几乎同时朝正、反两个方向进行（也叫对峙反应），在一定条件（温度、压力、浓度）下，当正反两个方向的反应速度相等时，体系就达到了平衡状态。平衡状态就是反应的限度。◆平衡后，体系中各物质的数量按一定的比例关系不再改变。一旦外界条件改变，平衡状态就要发生变化。◆平衡状态从宏观上看是静态，实际上是一种动态平衡。◆实际生产中需要知道①如何控制反应条件，使反应按人们所需要的方向进行；②在给定条件下，反应进行的最高限度是什么？dG=-SdT+VdP+ΣμBdnB（Wf=0）dGT，P=ΣμBdnB§5.1化学反应的方向与平衡条件1.化学反应平衡条件BBdndddGBBpT,BBpTG)(,mrG当体系在有限的物质活度aB下，发生了1摩尔的反应，体系自由能改变,0BBmrG当反应物化学势高，向右自发,0BBmrG当产物化学势高，向左自发,0BBmrG当反应物与产物化学势相等，平衡化学反应平衡条件(平衡)01G0TPGξ，0TPGξ，§5.2化学反应的平衡常数和等温方程★1.理想气体反应的等温方程B=B+RTln(pB/p)BmBBBBB(g)pGRTln()pr=yy压力商JpmBBBpGRTlnJry=rmrmpGGRTlnJy=——理想气体反应的等温方程=标准摩尔反应吉布斯函数当反应在等温等压下达到平衡时，0mrG2.理想气体反应的标准平衡常数0lneqpmrmrJRTGGeqpmrJRTGlnKθBBppaKeqBBeqBB)()(KRTGmrln标准平衡常数（无量纲量）＝f(T)该式将体系标准自由能变化与标准平衡常数联系起来，给平衡常数的计算带来极大方便。等温方程也可表示为KJRTJRTKRTGppmrlnlnln反应正向进行当,0,mrpGKJ反应逆向进行当,0,mrpGKJ反应平衡＝＝当,0,mrpGKJ判断反应的方向和限度1).“常数”是指当其他条件不变时，改变反应起始浓度，Kθ不变，即Kθ与各物质起始浓度无关。2).Kθ与反应方程式书写有关。2322ln)2(),()(23)(21)2(KRTGgNHgHgNmr1322ln)1(),(2)(3)()1(KRTGgNHgHgNmr221)()2(2)1(KKGGmrmr3.理想气体反应平衡常数的其它表示()B(g)BBνKppyy()B(g)BBνcKccyyB(g)BBνyKyB(g)BBνnKnKBBPKP)(KP=f(T)KBpRTcKc)(Kcθ=f(T)KBppKy)(Ky=f(T,p)KBpnpKBn)(Kn=f(T,p)ncyPKKKKK0B()B(g)BBνKppyy()B(g)BBνcKccyyB(g)BBνyKy()B(g)BBνKppyy()B(g)BBνcKccyyB(g)BBνnKnB(g)BBνyKy()B(g)BBνKppyy()B(g)BBνcKccyy4.有纯态凝聚相参加的理想气体反应(复相化学平衡)☆平衡时例：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g）一般情况下压力对纯态凝聚相物质的化学势影响可忽略不计rGm=-RTlnJp(g,eq)又rGm=-RTlnK；BB态μμ：（）＝即凝聚y23CaOCOCaCO0μμμyy＋－＝mBBB0Gr=ppRTCOCOCO222lnppKeqCO2离解压力——T时，某固体或液体化合物若生成气体产物，反应达到平衡时，气态产物的总压。∴当有凝聚相参加反应时，平衡常数的表达更简单，在平衡常数表达式中只出现气相（溶液），而不出现纯凝聚相。ppKeqCO2pCO2=pamb时的反应温度,称CaCO3(s)分解温度5.平衡常数的实验测定通过测定平衡时各组分的浓度计算K物理法：测定平衡反应系统某一物理量，如压力、气体体积、折射率、电导、光吸收等，一般不会影响平衡。化学法：常采用降温、移走催化剂、加入溶剂冲淡等方法中止反应。6.平衡组成的计算•转化率()=某反应物消耗掉的数量•该反应物的原始数量•产率=转化为指定产物某反应物的数量•该反应物的原始数量•无副反应时，产率=转化率•有副反应时，产率转化率例：使1molSO2(g)与0.5molO2(g)的混合气体在100KPa，1000K...