最新06章_化学平衡(共78张PPT课件).pptx

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1、上一内容下一内容回主目录O返回 物理化学电子(dinz)教案第六章第一页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回第六章 化学平衡(huxupnghng)6.1 化学平衡的条件和反应的亲和势6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式6.3 平衡常数与化学方程式的关系6.4 复相化学平衡6.5 平衡常数的测定和平衡转化率的计算6.6 标准生成吉布斯自由能6.8 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响6.9 同时平衡6.7 用配分函数计算 和平衡常数rmG$6.10 反应的耦合6.11 近似计算第二页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 6.1 化学平衡的条件(tiojin)和反应的亲和势一.

2、化学反应体系二.化学反应的吉布斯函数变化三.化学反应的方向与限度四.为什么化学反应通常不能进行到底五.化学反应亲和势第三页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回一.化学反应(huxu fnyng)体系化学反应体系： 封闭的单相（气相）体系，不作(b zu)非膨胀功，发生了一个化学反应，设为：DEFGdefg BB0B计量方程还可写为：BBddnBBddn根据反应进度的定义，可以(ky)得到：第四页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.化学反应的吉布斯函数(hnsh)变化BBBddddnpVTSG,BBBBBBdddT pGn （）BB(dd )n等温、等压条件(tiojin)下

3、，,BBB() (a) T pG 当时：1 molrm,BBB (b) T pG （）第五页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.化学反应的吉布斯函数(hnsh)变化这两个公式适用(shyng)条件：（1）等温、等压、不作非膨胀(png zhng)功的一个化学反应；（2）反应过程中，各物质的化学势 保持不变。B 公式（a)表示有限体系中发生微小的变化； 公式(b)表示在大量的体系中发生了反应进度等于1 mol的变化。这时各物质的浓度基本不变，化学势也保持不变。第六页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回三.化学反应(huxu fnyng)的方向与限度用 判断都是等效的。,Brm

4、,B() , ()T pBT pGG 或 rm,()0T pG反应自发地向右进行rm,()0T pG反应自发地向左进行，不可能自发向右进行rm,()0T pG反应达到平衡第七页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回三.化学反应的方向(fngxing)与限度用 判断，这相当于 图上曲线的斜率，因为是微小变化，反应进度处于01 mol之间。pTG,)(G0)(,pTG反应自发向右进行，趋向平衡0)(,pTG反应自发向左进行，趋向平衡0)(,pTG反应达到平衡第八页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回三.化学反应(huxu fnyng)的方向与限度第九页，共七十八页。上一内容下一内容回

5、主目录O返回四.为什么化学反应通常(tngchng)不能进行到底？ 严格讲，反应(fnyng)物与产物处于同一体系的反应(fnyng)都是可逆的，不能进行到底。这主要是由于存在混合吉布斯自由能的缘故。 只有(zhyu)逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应，可以粗略地认为反应可以进行到底。第十页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四.为什么化学反应通常(tngchng)不能进行到底？ 以反应D+E2F为例，在反应过程(guchng)中吉布斯自由能随反应过程(guchng)的变化如图所示。R点，D和E未混合(hnh)时吉布斯自由能之和；P点，D和E混合后吉布斯自由能之和；T点，反应达平

6、衡时，所有物质的吉布斯自由能之总和，包括混合吉布斯自由能；S点，纯产物F的吉布斯自由能。第十一页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四.为什么化学反应通常(tngchng)不能进行到底？第十二页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四.为什么化学反应通常(tngchng)不能进行到底？ 若要使反应进行到底，须在vant Hoff 平衡箱中进行，防止反应物之间或反应物与产物之间的任何形式(xngsh)的混合，才可以使反应从R点直接到达S点。（详细内容参见讲义第二章131133页）第十三页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四.为什么化学反应通常(tngchng)不能进行到底

7、？第十四页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回五.化学反应(huxu fnyng)亲和势（affinity of chemical reaction） 1922年，比利时热力学专家德 唐德（De donder）首先引进了化学反应(huxu fnyng)亲和势的概念。他定义化学亲和势A为： def ,BBB ()T pGA mr-GA或 A是状态函数，体系的强度(qingd)性质。用A判断化学反应的方向具有“势”的性质，即：A0 反应正向进行 A0 反应逆向进行A=0 反应达平衡第十五页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 6.2 气相化学反应(huxu fnyng)的平衡常数和

8、等温方程式( 任何(rnh)气体B化学势的表达式( 化学反应(huxu fnyng)等温方程式( 热力学平衡常数( 用化学反应等温式判断反应方向第十六页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回一.任何(rnh)气体B化学势的表达式：式中 为逸度，如果气体是理想气体，则 。BfBBpf 将化学势表示式代入的计算式，得：pTG,mr)(BBB,mr)(pTGBBBBBB( )lnfTRTp $BBB( , )( )lnfT pTRTp$rmBBB( )( )GTT $令：Brm,rmBB()( )lnT pfGGTRTp $ 称为化学反应标准摩尔Gibbs 自由能变化值，只是温度的函数。rm(

9、 )GT$第十七页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.化学反应(huxu fnyng)等温方程式ghGHrmdeDrEm(/) (/)( )ln(/) (/)fpfpGTRTfpfpG $rm( )lnfGTRTQ $这就是化学反应等温方程式。 称为“逸度商”，可以通过各物质的逸度求算。 值也可以通过多种方法计算，从而可得 的值。fQrm( )GT$mrGDEGHdegh对任意反应第十八页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回三.热力学平衡常数当体系达到平衡， ，则0mr GghGHrmdeDE(/) (/)ln(/)(/(fpfpRTfpfTpG $lnfRTK $ 称为热

10、力学平衡常数，它仅是温度的函数。在数值上等于平衡时的“逸度商”，是量纲为1的量，单位为1。因为它与标准化学势有关，所以又称为标准平衡常数。fK$第十九页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四.用化学反应(fnyng)等温式判断反应(fnyng)方向化学反应(huxu fnyng)等温式也可表示为：rmlnlnffGRTKRTQ $rmlnlnppGRTKRTQ $对理想气体rm0ppKQG$反应向右自发进行rm0ppKQG$反应向左自发进行rm0ppKQG$反应达平衡第二十页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 6.3 平衡常数与化学(huxu)方程式的关系二. 经验平衡常数1

11、. 2. 3. 4. pxcaKKKK一. 平衡常数与化学方程式的关系第二十一页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回下标 m 表示反应进度为 1 mol 时的标准Gibbs自由能的变化值。显然，化学反应方程中计量系数呈倍数关系， 的值也呈倍数关系，而 值则呈指数的关系。rm( )GT$fK$一.平衡常数与化学(huxu)方程式的关系rm( )lnfGTRTK $rm,2rm,12GG $2,2,1()ffKK$例如(lr)：HI(g)2g)(Ig)(H22HI(g)g)(Ig)(H221221（1）（2）第二十二页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.经验(jngyn)平衡常

12、数 反应达平衡时，用反应物和生成物的实际(shj)压力、摩尔分数或浓度代入计算，得到的平衡常数称为经验平衡常数，一般有单位。例如，对任意反应：DEGHdeghBHGBdBDEghpeppKppppK1. 用压力表示的经验平衡常数当 时， 的单位为1。 0BpK第二十三页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.经验(jngyn)平衡常数BHGBBDEghxdexxKxxxBBpKKpxxK2.用摩尔分数表示的平衡常数对理想气体，符合Dalton分压定律，BBpxp Dalton第二十四页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.经验(jngyn)平衡常数BHGBBDEghcdecc

13、KcccBB)(RTKKpccK3用物质的量浓度表示的平衡常数对理想气体，cRTp 第二十五页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.经验(jngyn)平衡常数BBBaKa因为 ，则BBBcac$BB()acrKKKc$aK4液相反应用活度表示的平衡常数第二十六页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 半导体工业为了获得含氧量不大于110-6的高纯氢，在298K及100kPa下，让电解水制得的氢气(99.5%H2，0.5%O2)通过催化剂，因发生(fshng)反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)而消除氧，问反应以后氢气的纯度能否达到要求？已知H2O(g)的-1fm228.

14、59kJ molG $ 解： rmBfm2 228.59kJ molGG $80rmexp1.38 10GKRT$-1457.18kJ mol 第二十七页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 2222HgO (g)2H O(g) 99.5 0.5 0 B/moln开始 B/moln平衡22OO99.52 0.598.52nn2On22OO2 0.51 2nn 2BO99.5molnnBnBpKKpn222221O2OOO1 21199.510098.52nnnnn283O7.25 10moln61 10 完全(wnqun)可达到要求。 第二十八页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O

15、返回 6.4 复相化学平衡(huxupnghng) 解离(ji l)压力 什么(shn me)叫复相化学反应平衡常数的测定平衡转化率的计算第二十九页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回一.什么(shn me)叫复相化学反应？2(CO )/pKpp$称为 的解离压力。)CO(2p) s (CaCO3例如，有下述反应(fnyng)，并设气体为理想气体： 有气相和凝聚相（液相、固体(gt)）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。CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) 达平衡第三十页，

16、共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.解离(ji l)压力（dissociation pressure） 某固体物质(wzh)发生解离反应时，所产生气体的压力，称为解离压力，显然这压力在定温下有定值。 如果产生的气体不止(bzh)一种，则所有气体压力的总和称为解离压力。S(g)H)g(NHHS(s)NH234例如：S)H()NH(23ppp解离压力32(NH )(H S)ppppKp$则热力学平衡常数：214(/)p p$第三十一页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回三.平衡常数的测定(cdng) （1）物理方法 直接(zhji)测定与浓度或压力呈线性关系的物理量，如折光率、电

17、导率、颜色、光的吸收、定量的色谱图谱和磁共振谱等，求出平衡的组成。这种方法不干扰体系的平衡状态。 （2）化学方法 用骤冷、抽去催化剂或冲稀等方法使反应(fnyng)停止，然后用化学分析的方法求出平衡的组成。第三十二页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四.平衡(pnghng)转化率的计算 平衡(pnghng)转化率又称为理论转化率，是达到平衡后，反应物转化为产物的百分数。100%达平衡后原料转化为产物的量平衡转化率投入原料的量 工业生产中称的转化(zhunhu)率是指反应结束时，反应物转化(zhunhu)为产物的百分数，因这时反应未必达到平衡，所以实际转化(zhunhu)率往往小于平衡

18、转化(zhunhu)率。第三十三页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四.平衡(pnghng)转化率的计算例：已知)()()(52242gOHHCgOHgHC在400K时，pK$为0.1，若原料是由1molC2H4和1mol H2O所组成，计算在该温度及压力10pp$时C2H4的转化率，并计算平衡体系(tx)中各物质的摩尔分数（气体可当作(dn zu)理想气体）。解：设 C2H4 转化了 mol)()()(52242gOHHCgOHgHC平衡时 1- 1- 平衡时混合物总量 =（2 -）mol第三十四页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四.平衡(pnghng)转化率的计算22

19、(2)20.11(1)()2ppppKppp$将 p =10p 代入，解得= 0.293mol，混合物总量 1.707mol。平衡(pnghng)转化率为29.3%。进一步计算(j sun)出平衡体系中各物质的摩尔分数为414. 0707. 1707. 0242OHHCxx172. 0707. 1293. 052OHHCx第三十五页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 6. 标准(biozhn)生成吉布斯自由能 标准反应(fnyng)吉布斯自由能的变化值 标准(biozhn)摩尔生成吉布斯自由能 离子的标准摩尔生成吉布斯自由能 数值的用处fmG$第三十六页，共七十八页。上一内容下一内容

20、回主目录O返回一.标准反应(fnyng)吉布斯自由能的变化值rmlnpGRTK $rmG$的计算： 在温度T时，当反应物和生成物都处于标准态，发生反应进度为1 mol的化学反应Gibbs自由能的变化值，称为标准摩尔反应吉布斯自由能变化值，用 表示。rm( )GT$rmrmrmGHTS $ 利用化合物或离子的标准(biozhn)生成吉布斯自由能数值进行计算。第三十七页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.物质的标准(biozhn)摩尔生成吉布斯自由能 因为吉布斯自由(zyu)能的绝对值不知道，所以只能用相对标准，即将标准压力下稳定单质（包括纯的理想气体，纯的固体或液体）的生成吉布斯自由

21、能看作零，则： 在标准压力下，由稳定单质生成1 mol化合物时吉布斯自由能的变化(binhu)值，称为该化合物的标准生成吉布斯自由能，用下述符号表示：fmG$（化合物，物态，温度）通常在298.15 K时的值有表可查。（见讲义474页）第三十八页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回三.离子的标准摩尔(m r)生成吉布斯自由能 有离子参加的反应，主要是电解质溶液。溶质的浓度主要用质量摩尔浓度表示，用的标准态是 且具有稀溶液性质的假想状态，这时规定的相对标准为：-11 mol kgm$-1fm(H ,1 mol kg )0Gaq m$ 由此而得到其他离子(lz)的标准摩尔生成吉布斯自由能的

22、数值（见讲义479页） 。进一步可以计算溶质的标准摩尔生成吉布斯自由能的数值。 第三十九页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回三.离子(lz)的标准摩尔生成吉布斯自由能 纯物质标准摩尔生成吉布斯自由能与该物质在溶液(rngy)中标准摩尔生成吉布斯自由能间的关系：由状态(zhungti)函数法得12( ,)( )( )ln(1/)fmfmfmsatG BaqG BGGG BRTc $第四十页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四. rGm 数值(shz)的用处 的值在定义时没有规定温度，通常在298.15 K时的数值有表可查，利用这些表值，我们可以：fmG$rmBfmB(B)GG

23、$rmG$计算任意反应在298.15 K时的(1)第四十一页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四. rGm 数值(shz)的用处(2)判断反应的可能性。在有机合成中，可能有若干条路线，用计算 的方法，看那条路线的值最小，则可能性最大。若 的值是一个很大的正数，则该反应基本上不能进行。rmG$rmG$(3)用 值求出热力学平衡常数 值。根据 与温度的关系，可以决定用升温还是降温的办法使反应顺利进行。rmG$pK$pK$四. rmexp(/)pKGRT$1.计算公式第四十二页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四. rGm 数值(shz)的用处22rm(1) C(s)O (g)C

24、O (g)(1)G$122rm2(2) CO(g)O (g)CO (g) (2)G$12rm2(3) C(s)O (g)CO(g)(3)G$rmrmrm(3)(1)(2)GGG $(1)(3)(2)pppKKK$(1) - (2) 得（3） 2. 计算实验(shyn)不易测定的平衡常数例如，求 的平衡常数122C(s)O (g)CO(g)第四十三页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回四. rGm 数值(shz)的用处3近似估计(gj)反应的可能性rmrmlnpGGRTQ $只能用 判断反应的方向。但是，当 的绝对值很大时，基本上决定了 的值，所以可以用来近似地估计反应的可能性。0,mr

25、f)(wpTGrmG$mrG具体(jt)举例见讲义404页例1和405页例2。第四十四页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 6.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡(huxupnghng)的影响一.温度对化学平衡的影响二.压力对化学平衡的影响三.惰性气体对化学平衡的影响第四十五页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回一.温度(wnd)对化学平衡的影响依据(yj)吉布斯亥姆霍兹方程 2)(THTTGp即可得 2,)(THTTGmrxpmrrmlnGRTK 将$代入上式得rm,()(ln)p xp xGTRTKTTT $,(ln)p xKRT $第四十六页，共七十八页。上一内容下一内

26、容回主目录O返回一.温度(wnd)对化学平衡的影响此式即vant Hoff 公式(gngsh)的微分式。rm2dlndpKHTRT$对吸热反应，升高温度，增加，对正反应有利。rm0H$pK$对放热反应，升高温度，降低，对正反应不利。pK$rm0H$ K只是(zhsh)温度的函数，不随 p,x 而改变第四十七页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回一.温度(wnd)对化学平衡的影响若温度区间不大， 可视为常数，得定积分式为：rmH$2rm121()11ln()( )ppKTHRTTKT$ 此公式(gngsh)常用来从已知一个温度下的平衡常数求出另一温度下的平衡常数。 此公式(gngsh)也

27、可从两个温度下的两个平衡常数求出这个温度区间的标准摩尔反应焓。第四十八页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回一.温度(wnd)对化学平衡的影响其不定积分(b dn j fn)为 rm1lnpHKCRT $ 由实验测定不同温度下的平衡常数，得一组 与 1/T 数据，作 图，可得一直线，由直线斜率m可求标准摩尔反应焓。lnpK$ln1/pKT$rmHmR $第四十九页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回一.温度(wnd)对化学平衡的影响2,rp mCabTcT $2301123rmHHaTbTcT $代入范特霍夫方程(fngchng)积分得：2011lnln26HaKTbTcTIR

28、TRRR $23011ln23rmGHaTTbTcT $ 若 值与温度有关，则将关系式代入微分式进行积分，并利用表值求出积分常数。rmH$第五十页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回一.温度(wnd)对化学平衡的影响当理想气体用浓度表示时，因为 ，可以得到pcRTrm2dlndcKUTRT$2rm121()11ln()( )ccKTURTTKT$这个公式在气体(qt)反应动力学中有用处。第五十一页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.压力对化学平衡(huxupnghng)的影响 根据Le chatelier原理，增加压力，反应向体积减小的方向进行。这里可以(ky)用压力对平衡

29、常数的影响从本质上对原理加以说明。对于理想气体，BB, fppc RTKK$rmBBB( )lnpGTRTK $ln()0pTKp$仅是温度的函数pK$第五十二页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.压力对化学平衡(huxupnghng)的影响BBB()ccKc $BBB()ppKp $因为也仅是温度的函数。cK$ln()0cTKp$BB()pcc RTKKp$所以BBB()c RTp $第五十三页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.压力(yl)对化学平衡的影响BBBBBB()xpKxp BB()pxpKKp$BBlnln()()/0pxTTKKppp$mBBln()/x

30、TKVpRTp 与压力有关， ，气体分子数减少，加压，反应正向进行，反之亦然。xKBB0BBB()ppKp $BBmBB/, xppp VRT对理想气体(l xin q t)第五十四页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回二.压力对化学平衡(huxupnghng)的影响rmBBB( )lnaGTRTK $*BB( )()TTVp$*BB( )()TTVp $*Bln()aTKVpRT $，体积增加，增加压力， 下降，对正向反应不利，反之亦然。aK$*B0V 在压力不太大时，因 值不大，压力影响可以忽略不计。*BV对凝聚(nngj)相反应第五十五页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返

31、回三.惰性气体对化学平衡(huxupnghng)的影响令BBeBnnK)(,，则BBpnBBpKKpn$ 惰性气体不影响标准平衡常数值，当 不等于零时，加入惰性气体会影响平衡组成。BBpK$BBnBB0 例如： ，增加惰性气体， 值增加，括号项下降。因为 为定值，则Kn项应增加，产物的含量会增加。第五十六页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回三.惰性气体(duxng q t)对化学平衡的影响 即对于分子(fnz)数增加的反应，加入水气或氮气，会使反应物转化率提高，使产物的含量增加。反之，若 0，增加惰性气体， 值增加，括号项下降。因为 为定值，则Kn项应减少，产物的含量会减少。BBBB

32、npK第五十七页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 工业上制取水煤气反应 C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) = 133.5kJ/mol，在673K时达到平衡，试讨论下列因素对平衡的影响： rmH$ 增加C(s)的数量； 提高(t go)温度； 增加系统总压； 增加水气分压； 增加氮气（总压一定）。 第五十八页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回例：恒温恒压下，气相反应2A+B=C，平衡时nA=3mol，nB=6mol，nC=2mol，与平衡物系中添加1mol B，判断平衡移动(ydng)的方向。解：先求出以物质(wzh)的量分数表示的平衡常数Ky，2

33、2/111214.4815(3/11)(6/11)27yK 平衡物系中添加1mol B后，平衡被破坏，将建立新的平衡，此时22/122 1444.5714(3/12)(7/12)63yQ,0,yyrmQKG平衡向左移动第五十九页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回)(1ln,BBBBpTByyyyQBBB0可以证明，对任意反应 ，存在此式称为Katz Lewis关系式。若平衡时向体系添加B物质，当 （lnQy/ yB）T,p0时，说明Qy下降，使Qy0时，说明Qy增加，使QyKy ，预示着B物质的引入将使平衡反向移动。第六十页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回例如例如(lr)

34、，在300atm，723K时的合成氨反应： N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) Ky=3.923 B -1 -3 +2 B = -2 对氮气，将相应关系代入Katz Lewis关系式，得)21(1ln222,NNpTNyyyyQ (a) 从公式(gngsh)(a)看出，当0y(N2)1/2时，-1+2y(N2)0，lnQy/ y(N2)T,p0，这意味着氮气的加入使QyKy,第六十一页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回预示着氮气的引入将使平衡正向移动。但是，当1/2 y(N2)0， lnQy/ y(N2)T,p0，这意味着氮气的加入(jir)使QyKy，预示着氮气的引入将使平衡

35、反向移动。 y(N2)=1/2是引入氮气使平衡正反向移动的临界点。 对氢气(qn q)，将相应关系代入Katz Lewis关系式，得 )23(1ln222,HHpTHyyyyQ(b) 第六十二页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 从公式(b)看出(kn ch)，在0y(H2)1的整个范围内， lnQy/ y(H2)T,p0（恒小于零），意味着在整个浓度范围内向体系中引入氢气都将使平衡正向移动。 ,ln11()( 12)yBBBBBBBT pQyyyyy 前面(qin mian)例题中的B物质代入Katz Lewis关系式，得当yB1/2时于平衡体系中加入B物质会使平衡反移。题中yB=

36、6/111/2，所以加入B物质会使平衡反移。第六十三页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 6.7 同时(tngsh)化学平衡 1 同时反应平衡组成(z chn)计算的原则 2 同时平衡(pnghng)计算例题第六十四页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回对于同时反应，其平衡(pnghng)组成计算的原则为: 确定独立(dl)反应：即反应间无线性组合关系 任意一个反应组分，无论参加几个反应，其 浓度只有一个；同一物质的数量应保持一致。 几个反应要同时处理，不能分开。 在一个反应体系中，如果同时发生几个反应，当到达平衡态时，这种情况称为同时平衡。第六十五页，共七十八页。上一内容下

37、一内容回主目录O返回2 同时平衡计算(j sun)例题例题：600 K时， 与 发生反应生成，继而又生成，同时存在两个平衡：3CH Cl(g)2H O(g)3CH OH32(CH ) O已知在该温度下， 。今以等量的 和开始，求 的平衡转化率。,1,20.00154,10.6ppKK$3CH Cl2H O3CH Cl(1) CH3Cl(g)+H2O(g)CH3OH(g)+HCl(g)(2) 2CH3OH(g)(CH3)2O(g)+H2O(g)第六十六页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回2 同时平衡(pnghng)计算例题解：设开始时CH3Cl和H2O的量为1.0摩尔，到达平衡时，生成

38、HCl的转化(zhunhu)分数为x，生成(CH3)2O的转化分数为y，则在平衡时各物质的量为：(1) CH3Cl(g)+H2O(g)CH3OH(g)+HCl(g)(2) 1 x 1 x+y x 2y x (2) 2CH3OH(g)(CH3)2O(g)+H2O(g) x 2y y 1 x+y 第六十七页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回2 同时(tngsh)平衡计算例题因为两个反应的 都等于零，所以pxKK$BB,1,2,1,22(2 )0.00154(1)(1)(1)10.6(2 )xxppxy xKKxxyyxyKKxy $将两个方程联立，解得 。 的转化率为0.048或4.8

39、。0.048, 0.009xy3CH Cl第六十八页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回 6. 反应(fnyng)的耦合一.耦合反应(fnyng)（coupling reaction）二.耦合反应(fnyng)的用途：第六十九页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回反应(fnyng)的耦合一.耦合反应(fnyng)（coupling reaction） 设体系中发生两个化学反应(fnyng)，若一个反应(fnyng)的产物在另一个反应(fnyng)中是反应(fnyng)物之一，则这两个反应称为耦合反应。例如：(1)AB CD(2)CE FH 利用 值很负的反应，可以将 有负值但绝

40、对值较小甚至略大于零的反应带动起来。rmG$rmG$二.耦合反应的用途：第七十页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回反应(fnyng)的耦合例如例如(lr)(lr)：在298.15 K时：-12rm242,1 (1) TiO (s)2Cl (g)TiCl (l) O (g) 161.94 kJ molG$反应(fnyng)(1)、(2)耦合，使反应(3)得以顺利进行。-122rm,2(2) C(s)O (g)CO (g) 394.38 kJ mo l G $-1rm2242,3 (3) TiO (s)C(s)2Cl (g)TiCl (l)CO (g) 232.44 kJ mol G 则

41、$第七十一页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回6. 近似计算2估计反应的有利(yul)温度3.转折(zhunzh)温度1 的估算( )rmGT$第七十二页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回近似计算1 的估算rm( )GT$r(298.15 K)T rrrmrmrmrmrmrrmrmr( )( )( )( )()d( )()dTpTTpTGTHTTSTHTHTCTCSTSTTT $当 不大，或不要作精确计算时，设 ，则：pC0pCrmrmrrmr( )()() GTHTTSTabT $这里实际上设焓和熵变化值与温度无关，从298.15 K的表值求出任意温度时的 值。rmG$第

42、七十三页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回近似计算2估计反应(fnyng)的有利温度rmrmrm( )( )( )GTHTTST $ 通常焓变与熵变在化学反应中的符号是相同的。要使反应顺利进行，则 越小越好。rm( )GT$rmrm(1) ( )0, ( )0HTST$提高温度对反应有利。rmrm(2) ( )0, ( )0HTST$降低温度对反应有利。第七十四页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回近似计算 通常将 时的温度称为转折温度，意味着反应方向的变化。这个温度可以用298.15 K时的 和 值进行近似估算。rm( )0GT$rmH$rmS$rmrrmr()()HTTS

43、T转折）$3.转折(zhunzh)温度第七十五页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回6.10 生物能学简介(jin ji)第七十六页，共七十八页。上一内容下一内容回主目录O返回本章(bn zhn)结束本章本章(bn zhn)结束结束谢谢谢谢(xi xie)观看观看第七十七页，共七十八页。内容(nirng)总结物理化学电子教案第六章。（1）等温、等压、不作非膨胀功的一个化学反应。这时各物质的浓度基本不变，化学势也保持不变。反应自发地向左进行，不可能自发。称为“逸度商”，可以通过各物质的逸度求算。由此而得到其他离子的标准摩尔生成吉布斯自由能的数值（见讲义479页）。此公式也可从两个温度下的两个平衡常数求出这个。惰性气体不影响(yngxing)标准平衡常数值，当 不等。题中yB=6/111/2，所以加入B物质会使平衡反移。谢谢观看第七十八页，共七十八页。