普通化学第二章化学反应原理精.ppt

普通化学课件第二章化学反应原理第1页，本讲稿共108页主要内容主要内容2.1化学反应的方向和吉布斯函数变化学反应的方向和吉布斯函数变 2.1.1影响反应的因素影响反应的因素 2.1.2反应自发性的判断反应自发性的判断 2.1.3 反应标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用2.2 化学反应进行的程度和化学平衡化学反应进行的程度和化学平衡 2.2.1反应限度的判据与化学平衡反应限度的判据与化学平衡 2.2.2平衡常数和多重平衡规则平衡常数和多重平衡规则 2.2.3平衡常数的意义和有关计算平衡常数的意义和有关计算 2.2.4 化学平衡的移动化学平衡的移动第2页，本讲稿共108页2.3 化学反应速率化学反应速率 2.3.1 浓度的影响和反应级数浓度的影响和反应级数 2.3.2 温度的影响和阿氏公式温度的影响和阿氏公式 2.3.3 反应的活化能和催化剂反应的活化能和催化剂主要内容主要内容第3页，本讲稿共108页2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变化学反应的方向和吉布斯函数变2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素 1 1、热传导：高温、热传导：高温 低温，直至相等。低温，直至相等。2 2、气流的流动：高压、气流的流动：高压 低压，直至相等。低压，直至相等。3 3、水的流动、水的流动:高水位高水位 低水位，直至相等。低水位，直至相等。4 4、电能输送：高电位、电能输送：高电位 低电位，直至相等。低电位，直至相等。5 5、锌与稀盐酸的反应、锌与稀盐酸的反应可以看出一切自发过程都具有可以看出一切自发过程都具有方向性方向性。第4页，本讲稿共108页自发过程自发过程：把在给定条件下能自动进行的反应或过程称：把在给定条件下能自动进行的反应或过程称为自发过程。为自发过程。注意注意:自发并不意味着迅速自发并不意味着迅速.结论：一切自发过程都是热力学不可逆过程。结论：一切自发过程都是热力学不可逆过程。自发过程具有对外做功的能力 2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素第5页，本讲稿共108页一、反应的焓变一、反应的焓变2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素鉴于许多能自发进行的反应或过程是放热的，十九世鉴于许多能自发进行的反应或过程是放热的，十九世纪后期有人试图用反应的热效应或焓变来作为反应能纪后期有人试图用反应的热效应或焓变来作为反应能否自发进行的判断依据，并认为放热越多（否自发进行的判断依据，并认为放热越多（HH越负）越负）反应越可能自发进行。反应越可能自发进行。比较著名的是比较著名的是:汤姆逊汤姆逊-贝塞罗规则。贝塞罗规则。?第6页，本讲稿共108页2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素例如例如:C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJZn(s)+2H+(aq)=Zn2+(aq)+H2(g)H =-153.9 kJ N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H=-92.22 kJ即即 H0 H0 反应自发表明还有其它决定因素。第8页，本讲稿共108页二、反应的熵变2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素 S越越大大,系系统统内内微微观观粒粒子子的的混混乱乱度度(或或无无序序度度)越越大。大。(1)(1)熵熵 S S（状态函数）（状态函数）物理意义：系统内物质微观粒子混乱度（或无序度）的量度。物理意义：系统内物质微观粒子混乱度（或无序度）的量度。定量描述：定量描述：S=k ln 热力学概率（或称混乱度）；热力学概率（或称混乱度）；kk玻尔兹曼常数玻尔兹曼常数第9页，本讲稿共108页2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素 热力学第二定律：熵增加原理熵增加原理（统计表达）隔离（孤立）系统中反应自发，必伴随熵的增加。隔离（孤立）系统中反应自发，必伴随熵的增加。S隔离隔离 0 自发过程自发过程 平衡过程平衡过程 热力学第三定律：热力学第三定律：绝对零度时，任何纯物质的绝对零度时，任何纯物质的完美晶体的熵值等于零完美晶体的熵值等于零。S(0K)=0系统内物质微观粒子的混乱度（无序度）与物质的聚集状态、系统内物质微观粒子的混乱度（无序度）与物质的聚集状态、温度、分子或晶体结构有关。温度、分子或晶体结构有关。第10页，本讲稿共108页（2）物质的）物质的标准摩尔熵标准摩尔熵 Sm(可简写为可简写为S)2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素2 2、标准摩尔熵标准摩尔熵：单位物质的量的纯物质在标准条件下的规定熵称为该物质的标准摩尔熵。以Sm表示，简写为S，温度通常指298.15K单位：Jmol-1K-1 水合离子：水合离子：规定Sm（H+,aq,298.15K）=0 进而求得其它水合离子的熵值。1、规定熵：规定熵：以0K、任意压力下1mol纯物质B完美晶体为始态，此状态的S(0K)=0，以温度为T、任意压力时的指定状态为终态，算出1mol物质B的熵变S。该S即是物质B在所指定状态下的熵值。第11页，本讲稿共108页2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素比较物质的标准熵值，得出比较物质的标准熵值，得出 一些规律：一些规律：同一物质：同一物质：S(g)S(g)S(l)S(l)S(s)S(s)同一物质相同聚集状态时，同一物质相同聚集状态时，S S（高温）（高温）S(S(低温低温)。同温度、同聚集状态、同元素构成的分子，同温度、同聚集状态、同元素构成的分子，S(S(复杂分子复杂分子)S(S(简单分子简单分子)S(S(混合物混合物)S(S(纯物质纯物质)。定性判断过程定性判断过程熵变的有用规律：熵变的有用规律：对于物理或化学变化，一个导致气体分子数增加的过程或对于物理或化学变化，一个导致气体分子数增加的过程或反应总伴随着熵值的增大；如果气体分子数减少，熵值减反应总伴随着熵值的增大；如果气体分子数减少，熵值减少。少。第12页，本讲稿共108页2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素三种熵增过程三种熵增过程第13页，本讲稿共108页反应反应 aA+bB=gG+dD r rS Sm m=B BSm,B (2.4a)r rS Sm m=gSm(G.298.15K)+dSm(D.298.15K)-aSm(A.298.15K)+bSm(B.298.15K)(2.4b)2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素温度升高时，未引起聚集状态的变化则第14页，本讲稿共108页例例2.1计算下列反应计算下列反应298.15K时的标准熵变。时的标准熵变。(1)CO(g)=C(s)+O 2(g)S(298.15K)197.56 5.74 205.03 Jmol-1 K-1 解:S(298.15K)=S(298.15K)生成物-S(298.15K)反应物=205.03+5.74-197.56=-89.31 J mol-1 K-1 2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素第15页，本讲稿共108页2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素(2)Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)S(298.15K)72.68 56.5 96.2 J mol-1 K-1 解:S(298.15K)=S(298.15K)生成物-S(298.15K)反应物=96.2-56.5+72.68=-32.98 J mol-1 K-1第16页，本讲稿共108页2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素例例2.22.2计算石灰石热分解反应计算石灰石热分解反应r rS S(298.15K)(298.15K)，r rH H(298.15K)(298.15K)并初步分析该反应的自发性。并初步分析该反应的自发性。解:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)S(298.15K)92.9 39.75 213.64 J mol-1 K-1 fH(298.15)-1206.92 -635.09 -393.05 kJ mol-1rH(298.15K)=(-393.05)+(-635.09)-(-1206.92)=178.33 kJ mol-1 rS(298.15K)=213.64+39.75-92.9 =160 J mol-1 K-1 第17页，本讲稿共108页2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素分析该反应的自发性分析该反应的自发性H0 吸热吸热,不利于反应自发进行不利于反应自发进行 S0 熵增熵增,有利于反应自发进行有利于反应自发进行反应是否能自发反应是否能自发 需综合两因素考虑需综合两因素考虑第18页，本讲稿共108页2.1.1 影响反应方向的因素影响反应方向的因素三、反应的吉布斯函变三、反应的吉布斯函变反应的自发性判断不仅与反应的自发性判断不仅与HH有关，而且与有关，而且与SS有关。有关。1875年吉布斯提出吉布斯自由能，并定义：年吉布斯提出吉布斯自由能，并定义：G=H-TS G叫做系统的吉布斯函数，是状态函数叫做系统的吉布斯函数，是状态函数定温时定温时：G=H-TS （2.6)-吉布斯等温方程吉布斯等温方程G简称吉布斯函数变简称吉布斯函数变第19页，本讲稿共108页2.1.2反应自发性的判断1、以、以G为判断标准为判断标准（最小自由能原理）（最小自由能原理）在定温、定压不作非体积功的情况下在定温、定压不作非体积功的情况下G0 非自发非自发 逆向自发逆向自发G=0 平衡状态平衡状态第20页，本讲稿共108页2.1.2 反应自发性的判断在定温定压除体积功外还作非体积功(W)的情况下：-G -W 自发过程自发过程 -G -W 非自发过程非自发过程 -G =-W 平衡状态平衡状态 (2.8)上式的意义：在等温、等压下，一个封闭系统所能做的最大上式的意义：在等温、等压下，一个封闭系统所能做的最大非体积功（非体积功（-W）等于其吉布斯自由能的减少（）等于其吉布斯自由能的减少（-G）。第21页，本讲稿共108页一般反应自发性的几种情况一般反应自发性的几种情况2.1.2 反应自发性的判断H S G=H-TS H S G=H-TS 反应的自发性反应的自发性 -+-+-自发自发 +-+-+非自发非自发 +取决于取决于T 升温有利自发升温有利自发 -取决于取决于T 降温有利自发降温有利自发第22页，本讲稿共108页2.1.2 反应自发性的判断对于对于H、S同号的两种情况，同号的两种情况，T是决定因素是决定因素，所以存，所以存在一个自发进行的在一个自发进行的最低或最高最低或最高Tc转变温度。转变温度。在在Tc温度时温度时G=0 Tc=H/S不同反应的不同反应的Tc不同不同,Tc取决于反应的本性。取决于反应的本性。计算计算Tc时注意时注意H与与S的单位统一。的单位统一。第23页，本讲稿共108页2.1.2 反应自发性的判断2、G与与G的关系的关系对于一般化学反应对于一般化学反应:aA(g)+bB(g)=dD(g)+gG(g)P=100kPa (2.11a)Q称为反应商称为反应商 第24页，本讲稿共108页2.1.2 反应自发性的判断aA(aq)+bB(aq)=dD(aq)+gG(aq)G=G+RTlnQaA(l)+bB(aq)=gG(s)+dD(g)(2.11c)(2.11c)溶液中的反应溶液中的反应第25页，本讲稿共108页体积分数体积分数 i=Vi/V=xi 其中：V=VB (2.15)各组分气体的体积分数在数值上等于其摩尔分数。各组分气体的体积分数在数值上等于其摩尔分数。分体积：分体积：混合气体中某组分混合气体中某组分B单独存在，并与混合气体的温单独存在，并与混合气体的温度、压力相同时所具有的体积度、压力相同时所具有的体积VB。2.1.2 反应自发性的判断第26页，本讲稿共108页道尔顿分压定律道尔顿分压定律：1 1、混合气体的总压力、混合气体的总压力P P等于各组分气体分压力等于各组分气体分压力P PB B之和。之和。P P=P PB B2 2、混合气体中某组分气体、混合气体中某组分气体B B的分压力等于混合气体中的的分压力等于混合气体中的总压力总压力P P与该组分与该组分气体的气体的摩尔分数摩尔分数x xi i之乘积。之乘积。P PB B=P=P x xi i分压力：分压力：恒温条件下恒温条件下,各组分气体占有与混合气体相同体积各组分气体占有与混合气体相同体积时时,各组分气体具有的压力。各组分气体具有的压力。2.1.2 反应自发性的判断第27页，本讲稿共108页2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用u规定规定fG(H+.aq.298.15K)=0u指定单质的指定单质的fG(298.15K)=0，u规定在标准条件下，由指定单质生成单位物质的量规定在标准条件下，由指定单质生成单位物质的量(1mol)的纯的纯物质时反应的吉布斯函数变叫做该物质的标准摩尔生成吉布斯物质时反应的吉布斯函数变叫做该物质的标准摩尔生成吉布斯函数。函数。2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变化学反应的方向和吉布斯函数变1、G(298.15K)的计算的计算（1）利用）利用fG(298.15K)的数据计算的数据计算 fG(298.15K)称为物质的标准摩尔生成吉布斯函数。其单位称为物质的标准摩尔生成吉布斯函数。其单位KJ.mol-1第28页，本讲稿共108页反应aA+bB=gG+dD(2)(2)利用利用f fH H(298.15K)(298.15K)和 S S(298.15K)(298.15K)的数据计算的数据计算 r rG G(298.15K)(298.15K)=r rH H(298.15K(298.15K）-298.15298.15 r rS S(298.15K)(298.15K)(2.16a)2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第29页，本讲稿共108页例例1 计算下列反应的计算下列反应的G(298.15K)并估计反应能否正向并估计反应能否正向进行？进行？解：解：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)fH(298.15K)/kJ.mol-1 90.25 0 33.18S(298.15K)/J.mol-1.K-1 210.65 205.03 239.95fG(298.15K)/kJ.mol-1 86.57 0 51.32.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第30页，本讲稿共108页解法解法IG(298.15K)=2 fG(NO2)-2 fG(NO)-fG(O2)=(2 51.3-2 86.57 0）=-70.54kJ.mol-1 G(298.15K)00在在298K298K的标准状态时，水结冰的过程不能自发进行。的标准状态时，水结冰的过程不能自发进行。例例2：求算反应求算反应CO(g)+ClCO(g)+Cl2 2(g)(g)=COCl=COCl2 2(g)(g)在在298K298K及标准及标准压力下的压力下的r rG Gm m。2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第33页，本讲稿共108页例例3：求：求298.15K298.15K时反应时反应H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(l)的的r rG Gm m。已知在已知在298.15K298.15K时时H2O(l)的生成热的生成热f fH Hm m=-241.8 KJmol=-241.8 KJmol-1-1;H;H2 2(g)(g)、O O2 2(g)(g)和和H H2 2O(l)O(l)的标准熵的标准熵S Sm m分别为分别为130.6 130.6、205.0205.0和和69.91 JK 69.91 JK-1-1molmol-1-1。解：解：反应的反应的r rH Hm m=f fH Hm m(H2O,l)=-241.8 KJmol-241.8 KJmol-1-1r rS Sm m=S=Sm m(H2O,l)-S Sm m (H2,g)-(1/2)S Sm m (O2,g)=(69.91-130.6-69.91-130.6-(1/2)205.0)JK 205.0)JK-1-1molmol-1-1=-163.19JK=-163.19JK-1-1molmol-1-1r rG Gm m=r rH Hm m-T-Tr rS Sm m=-193.14=-193.14 10103 3JmolJmol-1-12.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第34页，本讲稿共108页P108,9(1)解解（1 1）单独加热矿石）单独加热矿石SnOSnO2 2使之分解使之分解：SnO SnO2 2(s)=Sn(s)+O(s)=Sn(s)+O2 2(g)(g)f fH Hm m/KJmol/KJmol-1-1 -580.7 0 0 -580.7 0 0S Sm m/JK/JK-1-1molmol-1 -1 52.3 51.55 205.13852.3 51.55 205.138r rH Hm m=B Bf fH Hm m =0+0-(-580.7)=580.7 KJmol=0+0-(-580.7)=580.7 KJmol-1-1r rS Sm m=B BS Sm m=(51.55+205.138-52.3)=(51.55+205.138-52.3)=204.4 JK =204.4 JK-1-1molmol-1-1r rG Gm m r rH Hm m-T-T r rS Sm m 0 580.7T 580.7 10103 3JmolJmol-1-1/204.4 JK/204.4 JK-1-1molmol-1-1=2841K=2841K2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第35页，本讲稿共108页同理可求同理可求9(2)：SnOSnO2 2(s)+C(s)=Sn(s)+CO(s)+C(s)=Sn(s)+CO2 2(g)(g)9(3)：SnOSnO2 2(s)+2H(s)+2H2 2(g)=Sn(s)+2H(g)=Sn(s)+2H2 2O O (g)(g)2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第36页，本讲稿共108页2、G(TK)的计算的计算由由于于G值值会会随随温温度度的的改改变变而而改改变变，有有的的甚甚至至改改变变很很大大，因此因此,不能利用不能利用fG(298.15K)求算求算G(TK)。近似计算时：近似计算时：H(TK)H(298.15K)S(TK)S(298.15K)G(TK)H(298.15K)-TS(298.15K)(2.18)2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第37页，本讲稿共108页解:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)fH(298.15K)/kJ.mol-1 -1206.92 -635.09-393.50S(298.15K)/J.mol-1.K-1 92.9 39.75 213.64fG(298.15K)/kJ.mol-1 -1128.04 -604.04 -394.36例例2.3 计算计算CaCOCaCO3 3热分解反应的热分解反应的r rG G(298.15K)(298.15K)和和r rG G (1273K)(1273K)，及转变温度，及转变温度T Tc c，并分析该反应的自发性。，并分析该反应的自发性。2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第38页，本讲稿共108页(1)rG(298.15K)=fG(CaO)+fG(CO2)-fG(CaCO3)=(-604.04)+(-394.36)(-1128.04)=130.44kJ.mol-1(2)rG(298.15K)=H(298.15K)-TS(298.15K)=178.33-298.15160.5/1000=130.48 kJ.mol-1 G(298.15K)0 反应不能正向正向自发进行两种计算两种计算2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第39页，本讲稿共108页计算计算G(1273K)rG(1273K)rH(298.15K）-TrS(298.15K)=178.33-1273 160.5/1000=-26.0kJ.mol-1 rG1110K2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第40页，本讲稿共108页3 3、任意态时反应的摩尔吉布斯函数变的计算、任意态时反应的摩尔吉布斯函数变的计算应用热力学等温方程式：应用热力学等温方程式：rGm（T）=rGm+RTlnQ例2.4 已知空气压力P=101.325kPa，其中所含CO2的体积分数(CO2)=0.030%。试计算此条件下将潮湿Ag2CO3固体在110的烘箱中烘干时热分解反应的rGm。问此条件下问此条件下Ag2CO3=Ag2O+CO2的的热分解反应能否自发进行？（查表得298.15K下相关数据如下：）解：Ag2CO3 =Ag2O+CO2fHm/kJmol-1 -505.8 -30.05 -393.509Sm/Jmol-1 K-1 167.4 121.3 213.74 2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第41页，本讲稿共108页rHm=82.24 kJmol-1rSm=167.6 kJmol-1K-1P(CO2)=P (CO2)=101.325kPa0.030%=30ParGm(383k)=rGm(383k)+RTlnP(CO2)/P82.24-383(167.6/1000)+(8.314/1000)383 ln(30/105)=-7.78kJmol-1rGm0,能自发进行。能自发进行。2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第42页，本讲稿共108页例例5:对于反应：对于反应：2NO(g)+O2NO(g)+O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)(g)，已知，已知:p p(O O2 2)=100kPa=100kPa,p p(NO)=(NO)=1.01325kPa,pkPa,p(NO(NO2 2)=0.101325)=0.101325 kPakPa。试。试通过计算说明，通过计算说明，373k，反应能否自发进行，反应能否自发进行？（所需热力学数据？（所需热力学数据自行查找自行查找得得298.15K下的数据如下：下的数据如下：）解：解：2NO(g)+O2NO(g)+O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)(g)f fH H/kJ/kJmolmol-1 -1 90.25 0 35.9890.25 0 35.98S S/J/Jmolmol-1-1 K K-1 -1 210.8 205.1 240.06210.8 205.1 240.06r rG(373K)=r rH(298K)-Tr rS(298K)10-3=(2 35.98-2 90.25)kJ90.25)kJmolmol-1-1-373 2 240.06-240.06-(205.1+(205.1+2 210.8 210.8 10-3 kJkJmolmol-1-1=-53.9 kJ=-53.9 kJmolmol-1-1 2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第43页，本讲稿共108页因 0，所以在非标准状态时反应能自发进行。2.1.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用第44页，本讲稿共108页2.2 2.2 化学反应进行的程度和化学平衡化学反应进行的程度和化学平衡2.2.1 2.2.1 反应限度的判据与化学平衡反应限度的判据与化学平衡 1.1.大多数化学反应具有可逆性，可逆反应在密闭容器中大多数化学反应具有可逆性，可逆反应在密闭容器中不能进行不能进行“到底到底”。当反应系统的。当反应系统的GG0 0时，反应沿着确定时，反应沿着确定的方向自发进行；当反应的的方向自发进行；当反应的GG0 0时，反应失去推动力，反时，反应失去推动力，反应达到平衡状态。应达到平衡状态。2.G0是化学平衡的热力学标志，是反应限度的判据，是化学平衡的热力学标志，是反应限度的判据，因达化学平衡时系统中各物质的分压、浓度都保持因达化学平衡时系统中各物质的分压、浓度都保持“不变不变”，即反应进行到最大程度。，即反应进行到最大程度。第45页，本讲稿共108页2.2.2 2.2.2 平衡常数和多重平衡规则平衡常数和多重平衡规则反应在一定温度下达平衡时，以其化学反应的反应在一定温度下达平衡时，以其化学反应的化学计量数（绝化学计量数（绝对值）为指数的各生成物分压或浓度与各反应物分压或浓度的乘对值）为指数的各生成物分压或浓度与各反应物分压或浓度的乘积之比积之比可用一个常数来表示，称为平衡常数。平衡常数可由可用一个常数来表示，称为平衡常数。平衡常数可由实验结果得出，也可从化学热力学等温方程式推导得出。实验结果得出，也可从化学热力学等温方程式推导得出。1 1、标准平衡常数、标准平衡常数K K(2.21)气体反应气体反应aA(g)+bB(g)=gG(g)+dD(g)aA(g)+bB(g)=gG(g)+dD(g)第46页，本讲稿共108页溶液中的反应溶液中的反应 aA(aq)+bB(aq)=gG(aq)+dD(aq)(2.21)2.2.2 2.2.2 平衡常数和多重平衡规则平衡常数和多重平衡规则Q称为反应商称为反应商 第47页，本讲稿共108页应用平衡常数表达式几点注意：应用平衡常数表达式几点注意：（3 3）平衡常数表达式与化学方程式的写法有关。（）平衡常数表达式与化学方程式的写法有关。（与与 B 有关）（1）不论反应过程的具体途径如何，都可根据总的化学方）不论反应过程的具体途径如何，都可根据总的化学方程式写出平衡常数表达式。程式写出平衡常数表达式。(与途径无关与途径无关)（2）对于反应物或生成物为固态或液态的纯物质，或稀）对于反应物或生成物为固态或液态的纯物质，或稀溶液中的溶剂（如水）不出现在平衡常数表达式中。（溶液中的溶剂（如水）不出现在平衡常数表达式中。（与与气体和溶液有关气体和溶液有关）（4）平衡常数与温度有关，而与分压或浓度无关。）平衡常数与温度有关，而与分压或浓度无关。K值越大，值越大，表示达平衡时生成物的分压或浓度越大，即正反应进行的越彻表示达平衡时生成物的分压或浓度越大，即正反应进行的越彻底。（底。（只与只与T有关有关）2.2.2 2.2.2 平衡常数和多重平衡规则平衡常数和多重平衡规则第48页，本讲稿共108页 即即lnKlnK=-G=-G/RT/RT （2.24b)计算时注意计算时注意G与与R单位的统一单位的统一u K与与G的关系的关系 因为：因为：G=G+RT lnQ 平衡时：平衡时：Q=K,G=0所以：所以：RTlnK=-G (T)，2.2.2 2.2.2 平衡常数和多重平衡规则平衡常数和多重平衡规则第49页，本讲稿共108页P109,16：查表得298K下数据如下：解：解：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)fH/kJmol-1 -393.509 0 -110.525 -241.818S/Jmol-1K-1 213.74 130.684 197.674 188.825 r rH Hm m (298.15K)=B B f fH Hm m =41.17KJmol=41.17KJmol-1-1r rS Sm m (298.15K)=B BS Sm m=42.08=42.08J mol-1 K-1r rG Gm m (873 K)r rH Hm m -T-T r rS Sm m =4.43KJmol=4.43KJmol-1-1lnKlnK =-=-r rG Gm m (873 K)/RT=-0.6102.2.2 2.2.2 平衡常数和多重平衡规则平衡常数和多重平衡规则第50页，本讲稿共108页K K (873 K)=0.54=0.54r rG Gm m (873 K)=-3.0=-3.0 kJ mol-1 r rG Gm m(873 K)0时，温度升高，K增大。当温度升高时，k（正）、k（逆）均增大。二、增加H2O(g)的分压（或浓度），此时K 及k（正）、k（逆）均不变。因为K 及k（正）、k（逆）均与反应物的浓度无关。P110,232.3.3 2.3.3 反应的活化能和催化剂反应的活化能和催化剂第108页，本讲稿共108页