物理化學(xué)化學(xué)平衡第三章2-7節(jié)-課件

第二節(jié)平衡常數(shù)的各種表示法標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K是無(wú)量剛的,平衡常數(shù)的各種其它表達(dá)式稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)平衡常數(shù).它們有時(shí)是有量剛的.I:方程式計(jì)量系數(shù),產(chǎn)物取+號(hào),反應(yīng)物取-號(hào)一、氣相反應(yīng)平衡常數(shù)（一）理想氣體第二節(jié)平衡常數(shù)的各種表示法標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K是無(wú)量剛的1理想氣體反應(yīng)的Ｋ只是溫度的函數(shù)理想氣體反應(yīng)的Ｋ只是溫度的函數(shù)2Kc只是溫度的函數(shù)Kx=f(T,p)Kp的單位是(Pa)Kc只是溫度的函數(shù)Kx=f(T,p)Kp的單位是(Pa)3Kn不是平衡常數(shù)Kn不是平衡常數(shù)4=f(T,p),

K與T,p有關(guān),

Kp,Kf與T,p有關(guān)（三）非理想氣體=f(T,p),K與T,p有關(guān),Kp,Kf與T,p5二、液相反應(yīng)液相中各物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)：理想溶液二、液相反應(yīng)液相中各物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)：理想溶液6由拉烏爾定律可知，此標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是純物質(zhì)。B＊(T,p)=B(g)+RTlnp*/p

由拉烏爾定律可知，此標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是純物質(zhì)。B＊(T,p)=B7稀溶液:(反應(yīng)物溶于同一溶劑中)顯然此標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不是純物質(zhì)。是由亨利定律得到的稀溶液:(反應(yīng)物溶于同一溶劑中)顯然此標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不是純物質(zhì)。是由8Kc,Km=f(T,p),但p的影響可忽略。如果濃度用m表達(dá)：Kc,Km=f(T,p),但p的影響可忽略。如果濃度用m9rGm

=-RTlnK,rGm是各物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)反應(yīng)的吉布期能變化,由于在溶液中標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇不同,

溶液中各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的化學(xué)勢(shì)i(sln)也不同,所以影響到K的計(jì)算。我們現(xiàn)在要想知道它和fGm的關(guān)系是什么?aA(eq)gG(eq)rGm=gG,m*(T,p)-aG,m*(T,p)

G,m*(T,p):

T,

p,

m/m=1fGm:

T,

p,純態(tài)rGm=-RTlnK,rGm是各物質(zhì)都處于標(biāo)10fGm=G(m,ms)=G,m*(T,p)+RTln(mms/m)

G,m*(T,p)=fGm+RTln(m/mms)

rGm

=-RTlnK

=gfGm(G)-afGm(A)

+RTln(m/mGG,m)-RTln(m/mAA,m)

=gfGm(G)-afGm(A)+RTln(mGG,m/mAA,m)

A(T,p)純態(tài)A(T,p,m,ms)飽和溶液A(T,p)m/m=1G=0fGm=G(m,ms)=G,m*(T,p)+11三、復(fù)相反應(yīng)有氣相和凝聚相（液相、固體）共同參與的反應(yīng)稱(chēng)為復(fù)相化學(xué)反應(yīng)。只考慮凝聚相是純態(tài)的情況，純態(tài)的化學(xué)勢(shì)就是它的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)，所以復(fù)相反應(yīng)的熱力學(xué)平衡常數(shù)只與氣態(tài)物質(zhì)的壓力有關(guān)。三、復(fù)相反應(yīng)有氣相和凝聚相（液相、固體）共同參與的反應(yīng)稱(chēng)為復(fù)12物理化學(xué)化學(xué)平衡第三章2-7節(jié)-課件13分解壓：固體物質(zhì)在一定溫度下分解達(dá)到平衡產(chǎn)物中氣體的總壓力。復(fù)相反應(yīng)平衡時(shí),平衡常數(shù)中只有氣體而不出現(xiàn)凝聚相。例如:１:NaSO4(S)10H2O=NaSO4+10H2O(g)注意:CO2只有與CaO,CaCO3兩個(gè)固相成平衡時(shí),K=pCO2,只有一個(gè)固相時(shí):KpCO2分解壓：固體物質(zhì)在一定溫度下分解達(dá)到平衡產(chǎn)物中氣體的總壓力。14物理化學(xué)化學(xué)平衡第三章2-7節(jié)-課件15第四節(jié)平衡常數(shù)的測(cè)定和平衡轉(zhuǎn)化率

一、平衡常數(shù)的測(cè)定第四節(jié)平衡常數(shù)的測(cè)定和平衡轉(zhuǎn)化率一、平衡常數(shù)的測(cè)定16K的實(shí)驗(yàn)測(cè)定化學(xué)法：直接測(cè)定平衡系統(tǒng)的組成物理法：找出物理性質(zhì)與平衡系統(tǒng)組成的定量關(guān)系。（折光率、旋光度、電導(dǎo)率、密度、壓力等）K的實(shí)驗(yàn)測(cè)定17轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化量/投料量100

產(chǎn)率（收率）=平衡時(shí)產(chǎn)物量/理論上全部轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物量100二、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率二、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算18%=61.5%產(chǎn)率=1.23/2100%=61.5%%=61.5%產(chǎn)率=1.23/2100%=61.5%19第五節(jié)標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能變化及化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能一、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉布斯能變化1.計(jì)算熱力學(xué)平衡常數(shù)2.計(jì)算實(shí)驗(yàn)不易測(cè)定的平衡常數(shù)例如，求的平衡常數(shù)(1)-(2)得（3）(1)C(s)+O2(g)CO2(g)rGm(1)(2)CO(s)+1/2O2(g)CO2(g)rGm(2)(3)C(s)+1/2O2(g)CO

(g)rGm(3)第五節(jié)標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能變化及化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能一、標(biāo)203．近似估計(jì)反應(yīng)的可能性只能用 判斷反應(yīng)的方向。但是，當(dāng)?shù)慕^對(duì)值很大時(shí)，基本上決定了的值，所以可以用來(lái)近似地估計(jì)反應(yīng)的可能性。rGm(3)=rGm(1)-rGm(2)一般＞42kJ·mol-1,認(rèn)為反應(yīng)不能進(jìn)行。＜－4242kJ·mol-1,反應(yīng)基本上能進(jìn)行。3．近似估計(jì)反應(yīng)的可能性只能用 判斷反應(yīng)的方向。但是，當(dāng)21(1)由反應(yīng)的

(4)將反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池，由電池的電動(dòng)勢(shì)E

求：(2)測(cè)定反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K，由反應(yīng)等溫式求：(3)由求算(1)由反應(yīng)的(4)將反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池，由電池的電動(dòng)勢(shì)E 求22二、標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能標(biāo)準(zhǔn)壓力、指定溫度下，由元素最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol純物質(zhì)的時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯能的變化。規(guī)定元素最穩(wěn)定單質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能為零。二、標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能標(biāo)準(zhǔn)壓力、指定溫度下，由元素最穩(wěn)定23第六節(jié)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響由吉布斯-亥姆霍茲方程：第六節(jié)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響24物理化學(xué)化學(xué)平衡第三章2-7節(jié)-課件25第七節(jié)影響化學(xué)平衡的其他因素

一、壓力的影響第七節(jié)影響化學(xué)平衡的其他因素一、壓力的影響26

對(duì)凝聚相反應(yīng)（s,l），壓力的影響較小，一般壓力小于100atm，不予考慮。對(duì)凝聚相反應(yīng)（s,l），壓力的影響較小，一般壓力小27惰性氣體不參與反應(yīng)，但影響反應(yīng)系統(tǒng)的總壓力二、惰性氣體的影響惰性氣體不參與反應(yīng)，但影響反應(yīng)系統(tǒng)的總壓力二、惰性氣體的影響28物理化學(xué)化學(xué)平衡第三章2-7節(jié)-課件29物理化學(xué)化學(xué)平衡第三章2-7節(jié)-課件30mol97.0

111

mol11

(c)

mol98.0

7.211.0

(b)

2122=+-=+===--npnnnpKnnnnnp總））（（）（）（上例說(shuō)明：加入惰性氣體對(duì)此反應(yīng)利于提高產(chǎn)率。mol97.011131習(xí)題:P107:習(xí)題2；3;6;8;9;10;11;12;13;14;16;17習(xí)題:P107:習(xí)題2；3;6;8;9;1032第二節(jié)平衡常數(shù)的各種表示法標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K是無(wú)量剛的,平衡常數(shù)的各種其它表達(dá)式稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)平衡常數(shù).它們有時(shí)是有量剛的.I:方程式計(jì)量系數(shù),產(chǎn)物取+號(hào),反應(yīng)物取-號(hào)一、氣相反應(yīng)平衡常數(shù)（一）理想氣體第二節(jié)平衡常數(shù)的各種表示法標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K是無(wú)量剛的33理想氣體反應(yīng)的Ｋ只是溫度的函數(shù)理想氣體反應(yīng)的Ｋ只是溫度的函數(shù)34Kc只是溫度的函數(shù)Kx=f(T,p)Kp的單位是(Pa)Kc只是溫度的函數(shù)Kx=f(T,p)Kp的單位是(Pa)35Kn不是平衡常數(shù)Kn不是平衡常數(shù)36=f(T,p),

K與T,p有關(guān),

Kp,Kf與T,p有關(guān)（三）非理想氣體=f(T,p),K與T,p有關(guān),Kp,Kf與T,p37二、液相反應(yīng)液相中各物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)：理想溶液二、液相反應(yīng)液相中各物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)：理想溶液38由拉烏爾定律可知，此標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是純物質(zhì)。B＊(T,p)=B(g)+RTlnp*/p

由拉烏爾定律可知，此標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是純物質(zhì)。B＊(T,p)=B39稀溶液:(反應(yīng)物溶于同一溶劑中)顯然此標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不是純物質(zhì)。是由亨利定律得到的稀溶液:(反應(yīng)物溶于同一溶劑中)顯然此標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不是純物質(zhì)。是由40Kc,Km=f(T,p),但p的影響可忽略。如果濃度用m表達(dá)：Kc,Km=f(T,p),但p的影響可忽略。如果濃度用m41rGm

=-RTlnK,rGm是各物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)反應(yīng)的吉布期能變化,由于在溶液中標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇不同,

溶液中各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的化學(xué)勢(shì)i(sln)也不同,所以影響到K的計(jì)算。我們現(xiàn)在要想知道它和fGm的關(guān)系是什么?aA(eq)gG(eq)rGm=gG,m*(T,p)-aG,m*(T,p)

G,m*(T,p):

T,

p,

m/m=1fGm:

T,

p,純態(tài)rGm=-RTlnK,rGm是各物質(zhì)都處于標(biāo)42fGm=G(m,ms)=G,m*(T,p)+RTln(mms/m)

G,m*(T,p)=fGm+RTln(m/mms)

rGm

=-RTlnK

=gfGm(G)-afGm(A)

+RTln(m/mGG,m)-RTln(m/mAA,m)

=gfGm(G)-afGm(A)+RTln(mGG,m/mAA,m)

A(T,p)純態(tài)A(T,p,m,ms)飽和溶液A(T,p)m/m=1G=0fGm=G(m,ms)=G,m*(T,p)+43三、復(fù)相反應(yīng)有氣相和凝聚相（液相、固體）共同參與的反應(yīng)稱(chēng)為復(fù)相化學(xué)反應(yīng)。只考慮凝聚相是純態(tài)的情況，純態(tài)的化學(xué)勢(shì)就是它的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)，所以復(fù)相反應(yīng)的熱力學(xué)平衡常數(shù)只與氣態(tài)物質(zhì)的壓力有關(guān)。三、復(fù)相反應(yīng)有氣相和凝聚相（液相、固體）共同參與的反應(yīng)稱(chēng)為復(fù)44物理化學(xué)化學(xué)平衡第三章2-7節(jié)-課件45分解壓：固體物質(zhì)在一定溫度下分解達(dá)到平衡產(chǎn)物中氣體的總壓力。復(fù)相反應(yīng)平衡時(shí),平衡常數(shù)中只有氣體而不出現(xiàn)凝聚相。例如:１:NaSO4(S)10H2O=NaSO4+10H2O(g)注意:CO2只有與CaO,CaCO3兩個(gè)固相成平衡時(shí),K=pCO2,只有一個(gè)固相時(shí):KpCO2分解壓：固體物質(zhì)在一定溫度下分解達(dá)到平衡產(chǎn)物中氣體的總壓力。46物理化學(xué)化學(xué)平衡第三章2-7節(jié)-課件47第四節(jié)平衡常數(shù)的測(cè)定和平衡轉(zhuǎn)化率

一、平衡常數(shù)的測(cè)定第四節(jié)平衡常數(shù)的測(cè)定和平衡轉(zhuǎn)化率一、平衡常數(shù)的測(cè)定48K的實(shí)驗(yàn)測(cè)定化學(xué)法：直接測(cè)定平衡系統(tǒng)的組成物理法：找出物理性質(zhì)與平衡系統(tǒng)組成的定量關(guān)系。（折光率、旋光度、電導(dǎo)率、密度、壓力等）K的實(shí)驗(yàn)測(cè)定49轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化量/投料量100

產(chǎn)率（收率）=平衡時(shí)產(chǎn)物量/理論上全部轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物量100二、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率二、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算50%=61.5%產(chǎn)率=1.23/2100%=61.5%%=61.5%產(chǎn)率=1.23/2100%=61.5%51第五節(jié)標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能變化及化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能一、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的吉布斯能變化1.計(jì)算熱力學(xué)平衡常數(shù)2.計(jì)算實(shí)驗(yàn)不易測(cè)定的平衡常數(shù)例如，求的平衡常數(shù)(1)-(2)得（3）(1)C(s)+O2(g)CO2(g)rGm(1)(2)CO(s)+1/2O2(g)CO2(g)rGm(2)(3)C(s)+1/2O2(g)CO

(g)rGm(3)第五節(jié)標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能變化及化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能一、標(biāo)523．近似估計(jì)反應(yīng)的可能性只能用 判斷反應(yīng)的方向。但是，當(dāng)?shù)慕^對(duì)值很大時(shí)，基本上決定了的值，所以可以用來(lái)近似地估計(jì)反應(yīng)的可能性。rGm(3)=rGm(1)-rGm(2)一般＞42kJ·mol-1,認(rèn)為反應(yīng)不能進(jìn)行。＜－4242kJ·mol-1,反應(yīng)基本上能進(jìn)行。3．近似估計(jì)反應(yīng)的可能性只能用 判斷反應(yīng)的方向。但是，當(dāng)53(1)由反應(yīng)的

(4)將反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池，由電池的電動(dòng)勢(shì)E

求：(2)測(cè)定反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K，由反應(yīng)等溫式求：(3)由求算(1)由反應(yīng)的(4)將反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池，由電池的電動(dòng)勢(shì)E 求54二、標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能標(biāo)準(zhǔn)壓力、指定溫度下，由元素最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol純物質(zhì)的時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯能的變化。規(guī)定元素最穩(wěn)定單質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)