第三章化学平衡精选文档.ppt

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1、第三章化学平衡本讲稿第一页，共七十三页3.1 化学反应的平衡条件3.2 化学反应等温方程式和平衡常数3.3 平衡常数的表示方法3.4 平衡常数的测定和平衡转化率的计算3.6 温度对化学平衡的影响3.8 反应的耦合3.7 其它因素对化学平衡的影响3.5 标准状态下反应的 及标准本讲稿第二页，共七十三页 本章根据热力学的平衡条件导出化学反应等温方程式和平衡常数的表示式。用以判别化学反应的方向和求出在给定条件下反应所能达到的程度。重点在于依据平衡常数计算反应系统的平衡组成和反应的热力学数据。重点重点 本讲稿第三页，共七十三页 基本要求基本要求 1.理解平衡常数的意义与平衡常数的各种表示方法以及标准平

2、衡常数的意义。2.理解与掌握化学反应等温方程式及其应用。3.掌握由化合物的标准生成吉布斯能计算平衡常数的方法。4.熟悉、Kp、Kx和Kc间的关系。本讲稿第四页，共七十三页5.掌握利用热力学数据表计算平衡常数求得转化率的方法。6.了解平衡常数与温度、压力的关系和惰性气体对平衡组成的影响，并掌握其计算方法。7.了解对反应耦合、生物体内的化学反应、近似计算的处理方法。本讲稿第五页，共七十三页 平衡常数的应用与计算是本章的难点。当温度变化范围大，必须考虑温度对反应热的影响时，等压方程式计算较复杂，但不是重点。难点难点 学时学时 4 学时学时本讲稿第六页，共七十三页3.1 化学反应平衡的条件3.1Con

3、ditionsofChemicalEquilibrium 化学反应体系 热力学基本方程 化学反应的方向与限度 为什么化学反应通常不能进行到底 化学反应亲和势本讲稿第七页，共七十三页化学反应体系化学反应体系：封闭的单相体系，不作非膨胀功，发生了一个化学反应，设为：各物质的变化量必须满足：根据反应进度的定义，可以得到：本讲稿第八页，共七十三页热力学基本方程等温、等压条件下当时：本讲稿第九页，共七十三页这两个公式适用条件：（1）等温、等压、不作非膨胀功的一个化学反应；（2）反应过程中，各物质的化学势 保持不变。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1m

4、ol的变化。这时各物质的浓度基本不变，化学势也保持不变。本讲稿第十页，共七十三页化学反应的方向与限度用 判断都是等效的。反应自发地向右进行反应自发地向左进行，不可能自发向右进行反应达到平衡本讲稿第十一页，共七十三页用 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01mol之间。反应自发向右进行，趋向平衡反应自发向左进行，趋向平衡反应达到平衡本讲稿第十二页，共七十三页本讲稿第十三页，共七十三页为什么化学反应通常不能进行到底？严格讲，反应物与产物处于同一体系的反应都是可逆的，不能进行到底。只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应，可以粗略地认为可以进行到底。这主要是由于存在混合

5、吉布斯自由能的缘故。本讲稿第十四页，共七十三页为什么化学反应通常不能进行到底？将反应 D+E=2F为例，在反应过程中吉布斯自由能随反应过程的变化如图所示。R点，D和E未混合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。本讲稿第十五页，共七十三页本讲稿第十六页，共七十三页 若要使反应进行到底，须在vantHoff 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的混合，才可以使反应从R点直接到达S点。本讲稿第十七页，共七十三页本讲稿第十八页，共七十三页化学反应亲和势 1922年

6、，比利时热力学专家德唐德（Dedonder）首先引进了化学反应亲和势（affinityofchemicalreaction）的概念。他定义化学亲和势A为：或 A是状态函数，体系的强度性质。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 AKxB.KpKc D.Kp=Kx=Kc下列各题均有四个备选答案，请从中选择一个最佳答案。本讲稿第六十九页，共七十三页 3.反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）,在973K时的=0.71，当各物质的分压均为102kPa时A.rGm0C.rGm=0D.rGm4.反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）,在温度和总压力保持不变时

7、，增加惰性气体AKx变大B.Kx变小C.Kn变大D.Kn变小本讲稿第七十页，共七十三页5.100时，乙醇和醋酸进行酯化反应而达到平衡，测知其转化率为66.7%，则该反应的平衡常数为A.1/2B.2C.1/4 D.46.反应A(g)+2B(g)2D(g)在温度T时的=1。若温度恒定为T，在一真空容器中通入A、B、D三种理想气体，它们的分压恰好皆为101kPa。在此条件下，反应A.从右向左进行B.从左向右进行C.处于平衡状态D.条件不全，无法判断本讲稿第七十一页，共七十三页 7.在300K下，一个抽空的容器中放入过量的A(s)，发生下列反应A(s)B(s)+3D(g)达到平衡时D(g)的压力=1.02kPa。此反应的标准平衡常数(300K)应为A.1.02B.1.0310-6C.1.0410-4D.3.06 8.在一定温度和压力下，某化学反应达到平衡时A.rGm=-RTlnK B.rGm=rG C.rG=0D.rGm=0本讲稿第七十二页，共七十三页 9在一定温度下，某反应的平衡转化率为25%，加入催化剂后反应速率提高10倍，其平衡转化率将A.大于25%B.小于25%C.不变D.不确定10气相反应2NO+O2=2NO2是放热的，若使平衡向右移动，需要A.降低温度和降低压力B.升高温度和增大压力C.升高温度和降低压力D.降低温度和增大压力本讲稿第七十三页，共七十三页