天津大学《物理化学》第5章化学平衡.ppt

*化学平衡*第五章化学平衡ChemicalEquilibrium化学反应的等温方程理想气体反应的标准平衡常数平衡常数及平衡组成的计算温度对化学平衡的影响——范特霍夫等压方程其它因素对化学平衡的影响同时平衡实际气体反应的化学平衡*溶液反应的化学平衡**化学平衡*从微观上看,化学反应总是向正反两个方向同时进行的。所谓化学平衡就是正向和逆向反应速率相等、系统的组成保持不变的一种动态平衡状态。化学反应总是从非平衡状态向着平衡状态演化(但热力学不考虑时间和细节),达到平衡状态,就达到了反应的限度。换言之,确定了一定条件下的平衡状态和平衡组成,就确定了该条件下反应的方向和限度。*化学平衡*aA(pø)+dD(pø)gG(pø)+hH(pø)ΔrGmøaA(pA)+dD(pD)gG(pG)+hH(pH)ΔrGmΔGm,反应物ΔGm,产物定温定压下判断反应的方向和限度可以用吉布斯能判据。标准条件下用ΔrGmø:非标条件下用ΔrGm:但计算较繁。得下面介绍一种比较简便的方法,即化学反应等温方程。(3)*化学平衡*对反应()此即理想气体反应的等温方程。压力商reactionquotient第一节化学反应的等温方程IsothermalEquationofReactions对理想气体*化学平衡*aA(pA)+dD(pD)==gG(pG)+hH(pH)对反应压力商reactionquotient*化学平衡*第二节理想气体反应的标准平衡常数StandardEquilibriumConstantofPerfectGasReactions标准平衡常数(热力学平衡常数):定温定压、不作非体积功的条件下,反应达到平衡时即可见,平衡压力商Jp,eq,它在一定温度下为一定值,特称为标准平衡常数或热力学平衡常数,用Kø表示。*化学平衡*(Kø与方程的写法有关,量纲为一)()()或此即标准平衡常数的热力学表达和定义式expressionanddefinitionofstandardequilibriumconstant。*化学平衡*据此,化学反应的等温方程又可表示为:Jp<Kø,正向自发Jp>Kø,逆向自发Jp=Kø,平衡此即压力商判据。*化学平衡*即CaCO3的分解压(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),故求分解压实即求平衡常数。对于有纯凝聚态物质参加的理想气体反应,因纯凝聚态的蒸气压在一定温度下为一定值,而与物质的数量无关,故在表达标准平衡常数时只需考虑各气态物质的平衡分压,而不必考虑凝聚态。何谓分解温度?CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)C(s)+(g)==CO(g)*化学平衡*可以从已知反应的平衡常数求得未知反应的平衡常数。(1)C(s)+O2(g)==CO2(g)(2)CO(g)+(g)==CO2(g)(3)CO2(g)+C(s)==2CO(g)(3)=(1)−2(2)