第五章电工学优秀PPT.ppt

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1、第五章电工学第一页，本课件共有23页 rGmG终-G始 而是=1时的G-G始 rGm=量纲：J.mol-1 A=-rGm=-（G/）T.P 化学反应亲和势，反应推动力2、化学反应的平衡条件=BBd B B=BB B B 第二页，本课件共有23页rGm0时 （G/）T.P0 BB0时 （G/）T.P0 BB0 反应不能 B 自发地从左向右进行G01 /mol /mol（G/G/）T.PT.P00第三页，本课件共有23页 rGm=0 （G/）T.P=0 BB=0 化学平衡状态 B rGm=BB0 B B平衡自发向右进行第四页，本课件共有23页1、理想气体理想气体反应的等温方程 对恒温恒压w=0 下

2、，0=BB B=B+RTln PB/P rGm=BB=BB+RTln PB/P B B =BB+B RTlnPB/P B B 式中BB=rGm标准摩尔反应吉布斯函数 B=（T）rGm=（T）B RTlnPB/P=RT ln（PB/P）B B B 5.2 理想气体化学反应的等温方程及理想气体化学反应的等温方程及 标准平衡常数标准平衡常数第五页，本课件共有23页 =RT ln（PB/P）B B rGm=rGm+RT lnJP=-A 理想气体反应的等温方程 JP=（PB/P）B =系统中产物的分压与系统中标准压力之比系数次方之积/反应物的分压与标准压力之比系数次方之积 压力商：无因次纯数，其值取决于

3、计算rGm时系统的状态，且与计量式的写法有关第六页，本课件共有23页 2、理想气体反应的标准平衡常数达平衡时：rGm=rGm+RT lnJPeq=0 rGm=RT lnJPeq JPeq=exp（rGm/RT）定义 K=exp（rGm/RT）rGm=RT ln K K=JPeq=（PBeq/P）B B =P B（PBeq）B B第七页，本课件共有23页 K=KP P B K标准平衡常数，与总压及气相组成无关 K=（T）无量纲；也称热力学平衡常数。KP=（PBeq）B 当B0有量纲，经验 B 平衡常数，仅为T的函数，K与KP与计量式的写法有关。N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）rGm.1=

4、RT ln K1 （1/2）N2（g）+（3/2）H2（g）=NH3 rGm.2=RT ln K2 rGm.1=2rGm.2 K1=K2 2第八页，本课件共有23页 rGm=RT ln K+RT lnJP=RT ln JP/K在恒温恒压下：当Jp K时 rGm K时 rGm0 或 逆向自发；rGm=RT ln K/JP rGm=BB0，变为T、P、yB B3、有纯凝聚态物质参加的理想气体反应复相 （多相）反应 aA（g）+bB（l）l L（g）+mM（s）B*（cd）=B（cd）cd凝聚态 B（g）=B（g）+RTln PB/P；第九页，本课件共有23页 K=（PB（g）eq/P）B B Ca

5、CO3（s）CaO（s）+CO2（g）K=PCO2/P Kp=PCO2=（T）Kp愈大，PCO2愈大 PCO2就称为CaCO3（s）的分解压力 PCO2=P外时的温度称为CaCO3（s）的分解温度 NH4HS（s）=NH3（g）+H2S（g）分解压力P=P NH3+P H2S 分解压越大，物质的稳定性越差。第十页，本课件共有23页4、相关化学反应标准平衡常数之间的关系。例：1000K时反应 C（石）+O2（g）=CO2（g）K1=4.7311020，rGm1=-396kJ.mol-1 2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）K2=2.7161020，rGm2=-391kJ.mol-1 C（石）

6、+(1/2)O2（g）=CO（g）KP.3不易测，K3不知，rGm3？式=式-1/2 式 rGm3=rGm11/2rGm2 RT ln K1（1/2）RT ln K2=RT ln K3 K3=K1/K2 1/2 第十一页，本课件共有23页5、理想气体反应的其它的平衡常数Kc、Ky、Kn PB K=（PB/P）B=KPP B B CB KC=（CB/C）B B PB=CBRT=（CB/C）CRT代入K中：K=KC（CRT/P）B KC=K（CRT/P）-B K=（T）KC=（T）与浓度无关第十二页，本课件共有23页yB Ky=（yB）B B PB=yBP代入K K=（yBP/P）B=Ky（P/P

7、）B B Ky=K（P/P）-B Ky=（T.P）无量纲nB Kn=（nB）B B PB=P nB/nB 代入 K中，K=Kn(P/nB P)B Kn=（T.P.n总）B 0时 有量纲.当B=0时：K=KC=Ky=Kn=KP=（T）第十三页，本课件共有23页5.3平衡常数及平衡组成的计算1、rGm及K的计算 rGm的计算（1）rGm(T)=rHm(T)TrSm(T)rHm(T)=Bf Hm(B.T)=-BC Hm(B.T)rSm(T)=BSm(B.T)（2）rGm(T)=Bf Gm(B.T)（3）通过相关反应计算2、K的实验测定及平衡组成的计算（自学）第十四页，本课件共有23页5.4 温度对标

8、准平衡常数的影响温度对标准平衡常数的影响1、范特霍夫方程吉布斯亥姆霍兹方程：（rGm/T）/TP=rHm/T2；rGm=RTln K rGm/T=Rln K（rGm/T）/TP=R（ln K）/TP =rHm/T2；dln K/dT=rHm/RT2 范特霍夫方程（化学反应等压方程微分式）第十五页，本课件共有23页吸热 rHm0 dln K/dT0 T K 对正反应有利 放热 rHm 0 dln K/dT0 T K 对正反应不利热效应为零 rHm=0 dln K/dT=0 温度对K无影响 K=KC（CRT/P）B ln K=ln KC+B ln（CR/P）+B lnT dln K/dT=dln

9、KC/dT+B/T=rHm/RT2 dln KC/dT=（rHmBRT）/RT2 =rUm/RT2第十六页，本课件共有23页2、rHm为定值时K的计算（d rHm /dT=rCP.m =0）a）定积分式 b)不定积分 ln K1/T 或 lgK1/T 直线 斜率 m=rHm/R 或m=rHm/2.303R第十七页，本课件共有23页补充如已知rHm、K 1、T1可用等压方程 求T2时K2 如已知rHm、rSm且与T无关，则由rGm1=rHmT1rSm求K1 rGm2=rHmT2rSm求K2第十八页，本课件共有23页5.5 其它因素对理想气体化 学平衡移动的影响1、压力对理想气体反应平衡移动的影响

10、K=（T）K=Ky（P/P）B Ky=K（P/P）-B当B 0 P Ky 对正反应不利 B=0 Ky=K 与压力无关第十九页，本课件共有23页例：理气 2A+B=2C 吸热；问采用什么条件 可使反应向正方向进行？dln K/dT=rHm/RT20 T K 又 B 0 P Ky 答 T P 第二十页，本课件共有23页2、惰性组分对平衡移动的影响 K=Kn(P/nB P)B Kn=K(nB P/P)B 恒温恒压下，增加惰性组分，nB增大 B 0 nB Kn 对正反应有利 B=0 Kn=K 增加惰性组分对平衡无影响第二十一页，本课件共有23页3、增加反应物的量对平衡移动的影响 aA+bB=yY+zZ r=nB/nA 0 r 当维持总压力相同的情况下：r A的转化率（nA ）B的转化率（nB ）r=b/a第二十二页，本课件共有23页5.7、8 真实气体反应及凝聚态的化学平真实气体反应及凝聚态的化学平衡衡 B=B+RTln PB/P rGm=BB=0 得到rGm=RTln K K=KP =（PB/P）B B（g）=B（g）+RTln PB/P 或B（l）B（l）+RTlnaB 真实气体 有K=KP=（PB/P）B=（BPB/P）B =KP K 真实混合物（凝聚态）K=Ka=aB B=（f B xB）B=KfKx 第二十三页，本课件共有23页