第二章化学平衡-内蒙古化工职业学院_精品课程网站bqjj.docx

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1、第二章 化化学平衡衡目的要求求：1. 应应用化学学反应等等温方程程式判断断反应自自发进行行的方向向。2. 掌掌握标准准平衡常常数K，了解解K与Kpp、Kyy、Knn、Kcc的关系系。3. 掌掌握标准准平衡常常数及平平衡组成成的计算算方法。4. 理理解标准准摩尔生生成吉布布斯函数数概念，掌掌握运用用rGm计算平平衡常数数的方法法。5. 能能应用范范特霍夫夫恒压方方程式计计算不同同温度下下的平衡衡常数。6. 理理解温度度、压力力、惰性性组分和和反应物物配比等等因素对对平衡的的影响。重点：标标准平衡衡常数及及平衡组组成的计计算方法法，运用用rGm计算平平衡常数数的方法法难点：rGm计算平平衡常数数的

2、方法法2.11 化学学反应的的方向和和限度2.1.1 反反应进度度参加反应应的任意意物质用用B来表表示， 是是化学反反应方程程式中物物质B的的化学计计量数，反反应物的的化学计计量数为为负值，产产物的化化学计量量数为正正值，那那么一般般化学反反应可表表示为对化学反反应 则有：定义对有限量量的变化化式子中的的 称为化化学反应应的反应应进度，单单位为mmol2.1.2化学学反应的的平衡条条件1、物系系的吉布布斯自由由能：若反应是是在恒温温恒压且且物系不不做非体体积功的的条件下下进行，则则上式变变为：所以： 记： 称为为反应的的摩尔吉吉布斯自自由能变变。0 反应逆向自动进行上式为在在任意指指定得物物系

3、状态态及恒温温恒压物物系不做做非体积积功得条条件下，化化学反应应得方向向与限度度的判据据。3、化学学反应的的条件为为：即有：当化学反反应中产产物的化化学势的的总和等等于反应应物化学学势总和和时，化化学反应应处于平平衡状态态。2.1.3 化化学反应应的标准准平衡常常数假设有以以理想气气体的化化学反应应达到平平衡，则则令： 称为反反应的标标准摩尔尔吉布斯斯自由能能变令：所以：故： 称称为标准准平衡常常数说明：a、对理理想气体体反应，它它表示反反应达到到平衡时时各物质质平衡分分压的相相对值 的 次幂幂的连乘乘积。b、对各各物质标标准态已已选定的的情况， 和 都是是温度的的函数，与与其它条条件无关关。

4、c、 是反反应限度度的标志志，其值值越大，则则平衡混混合物中中产物的的组成越越大。2.1.4 化化学反应应的等温温方程1、对上上述理想想气体的的反应是是在恒温温下进行行，反应应，又非非平衡态态，物系系中各物物质的化化学势表表示为：则反应物物系的吉吉布斯自自由能变变为令：则：所以：以上两式式均为化化学反应应的等温温方程式式2、判断断恒温恒恒压且物物系不做做非体积积功的条条件下，任任意化学学反应的的方向和和限度，则反应正向自动进行反应达到平衡状态，则反应逆向自动进行，则2.22 标准准平衡常常数及平平衡组成成的计算算2.2.1 理理想气体体反应平平衡常数数的其它它表示1、对理理想气体体反应，设设达

5、到平平衡时，在在理想气气体混合合 物中中，任一一组分BB的分压压为pBB，则有有：则有：定义浓度度平衡常常数为因此：2、定义义摩尔分分数平衡衡常数因为理想想气体 其其中xBB为摩尔尔分数，pp为总压压故：3、定义义压力平平衡常数数Kp为为 表表示任一一理想气气体B的的平衡分分压则：2.2.2 多多相化学学平衡例如：下下列反应应 是一个多多相反应应，其中中包含两两个不同同的纯固固体和一一个纯气气体 适适用于任任何化学学平衡，则则上述反反应达平平衡时： （221）因为对固固体（或或液体）所所选取的的标准态态为温度度T时标标准压力力下的纯纯固体（或或纯液体体），即即：而，对于于气体又又有：将上述三三

6、个式子子代入221式式中，可可得：所以说明：对对多相反反应，平平衡常数数得表示示式中，只只含有各各气体得得分压力力，而与与其它数数量无关关2.2.3 平平衡组成成的计算算1.2.说明：在在没有副副反应的的情况下下，平衡衡转化率率与平衡衡产率相等等2.33 化学学反应的的标准摩摩尔吉布布斯自由由能变规定 在指定温温度下，有有标准态态的稳定定单质生生成1mmol标标准状态态下指定定相态的的某物质质时，反反应的吉吉布斯自自由能变变称为在在此温度度下该物物质的标标准摩尔尔生成吉吉布斯自自由能，用用 表示说明：稳稳定单质质的标准准摩尔生生成吉布布斯自由由能变为为零2.44 影响响化学平平衡的因因素2.4

7、.1 温温度对化化学平衡衡的影响响1. 称为化化学反应应的等压压方程分析：对于放热热反应 ，则则 ，即即升高温温度，则则 减减小，也也就是平平衡向逆逆方向移移动或者者说，升升高温度度平衡向向吸热方方向移动动反之，降降低温度度平衡向向放热方方向移动动2根据据等压方方程，可可以定量量地计算算出不同同温度下下的a、 按按常数处处理据 ，若若 或或温度变变化范围围不大时时， 皆可可按常数数处理等压方程程式积分分：即若取不定定积分，得得：以 为纵纵坐标，以以 为横坐坐标，作作一直线线，斜率率为 ，即即可求出出 b、 随随T变化化由可得：式中 可视视为积分分常数，将将某一温温度下的的 代入上上式，即即可求

8、出出 ，代代入等压压方程并并积分得得：I为积分分常数2.4.2 压压力对化化学平衡衡的影响响1、判据据 若反应应温度一一定，式式中的 为为一常数数2、讨论论a、当 若总总压力pp增加，因因 不变，故故 减小则则平衡向向产物减减小的方方向移动动，即向向着逆反反应方向向移动，转转化率降降低b、当 若总压压力p增增加，因因 不变，故故 增增加则平平衡向产产物增加加的方向向移动，即即向着正正反应方方向移动动转化率率增加c、当 则 ，平平衡与总总压力pp无关，即即总压力力改变不不会引起起化学平平衡的移移动2.4.3 惰惰性组分分对化学学平衡的的影响1、判据据对理想气气体反应应2、讨论论如果 ，恒恒压条件件下，平平衡物系系中添加加惰性组组分 增大， 减小小，则 ，因而而反应将将正向自自动进行行，直到到出现新新平衡如果 ，其其情况与与上述恰恰好相反反