物理化学期末复习第五章

1、华东理工大学East China University of Science And Technology第五章第五章总结、习题总结、习题 BoBBdef RTK BoBBdefoexp oomrlnKRTG 化学反应化学反应气相反应气相反应多相反应多相反应 edrgffffffKeqEeqDeqReqGBeqBdefB drgfffffKeqDeqReqGE)B(eqBdefB edrgppppppKeqEeqDeqReqGBeqBdefB .RG.DE rgde drgpppppKeqDeqReqGE)B(eqBdefB 液态或固态混液态或固态混合物反应合物反应 edrgaaaaaaKeq

2、EeqDeqReqGBBeqBdef BBoo pKKf KKKpf 气相化学反应气相化学反应 理想气体理想气体 BBoo pKKp.)g(R)g(G.)g(D)g(E rgde edrgccccccK）（）（）（）（）（eqEeqDeqReqGBBeqBdef RTcVRTnpypBBBB/ BB ）（RTKKcp BBo ）（pKKp BBoo/ ）（pRTKKc 理想气体化学反应理想气体化学反应 .)g(R)g(G.)g(D)g(E rgde drgfffffKeqDeqReqGE)B(eqBdefB E)B(B)(o o pKKf系统压力不太高系统压力不太高 有纯液体或纯固体参加的多相

3、反应有纯液体或纯固体参加的多相反应 .)g(R)g(G.)g(D) sl,(E rgde 气相为理想气体气相为理想气体 drgpfpypypypyKK）（）（）（eqDeqReqGE)B(eqBB)( 分解压力分解压力：恒温下达分解：恒温下达分解平衡平衡时气相压力时气相压力, 当多当多相反应的气体产物不止一种时，则产物的平衡相反应的气体产物不止一种时，则产物的平衡总总压力压力称为分解压力。称为分解压力。分解温度分解温度：纯固体物质分解时，分解压力为：纯固体物质分解时，分解压力为101.325kPa时的温度。时的温度。 求平衡常数的问题求平衡常数的问题 edrgaaaaaaKeqEeqDeqRe

4、qGBeqBdefB oKKa KKKxa 如果系统压力不太高如果系统压力不太高 液态或固态混合物中化学反应液态或固态混合物中化学反应 理想混合物中化学反应理想混合物中化学反应 oKKKxa 各类化学反应的平衡常数和标准平衡常数各类化学反应的平衡常数和标准平衡常数的关系式归纳总结：的关系式归纳总结：1 气相反应气相反应 KKKpf KKKxa BB)(oo pKKfoKKa E)B(B)(o o pKKf3 液态或固态混合物中的反应液态或固态混合物中的反应2 多相反应多相反应 BB)(oo pKKpoomrln KRTG 理想气体理想气体 E)B(B)(o o pKKp气相为理想气体气相为理想

5、气体oomrln KRTG 注注意意区区别别： ppKJRTGlnmr 理想气体理想气体 edrgppppppJEDRGBBdefB edrgppppppKeqEeqDeqReqGBeqBdefB 气相为理想气体气相为理想气体 ppKJRTGlnmr , 0om,r pC，常常数数 omrH 12omr1o2o11)()(lnTTRHTKTK范特霍夫方程范特霍夫方程温度对标准平衡常数的影响温度对标准平衡常数的影响微分形式微分形式积分形式积分形式适用条件：适用条件：2omroddlnRTHTK 常常数数 omrS不不随随温温度度发发生生变变化化, ,omromrSH oomrlnKRTG om,

6、romrddpCTH TCTSpom,romrdd )()()(omromromrTSTTHTG omfG 用热性质数据理论计算标准平衡常数用热性质数据理论计算标准平衡常数K)15.298(=K)15.298(omfBBomrGG 方法一：方法一：用热性质数据求用热性质数据求 )(oTK已知反应已知反应298.15K时，各物质的时，各物质的 及及K)15.298(omfH K)15.298(omS及各物质的热容及各物质的热容 ，om,pC解题步骤解题步骤: (1)首先利用方程或设计过程求首先利用方程或设计过程求 T 时反应的时反应的)(omrTG (2) 根据根据oomrln)(KRTTG 求

7、求)(oTK求恒温化学反应的标准平衡常数求恒温化学反应的标准平衡常数 的方法：的方法：oK反应过程中无相变化反应过程中无相变化。)(omrTG m,mppCTH om,romrddpCTH TpTCHTH298.15Kom,romromrd+K)15.298()(TCTSppm,m TCTSpom,romrdd TpTTCSTS298.15Kom,romromrd)(+K)15.298()()()()(omromromrTSTTHTG K)15.298(K)15.298(omromrSTH TppTTTCTTCK15.298om,rom,K15.298rd)(d 利用克希霍夫方程求反应的利用克

8、希霍夫方程求反应的)(omrTS 反应物T产物T反应物298.15K产物298.15K)(omrTH om,1rH om,2rH om,3rom,3rSH om,2rS om,1rS 设计过程求反应的设计过程求反应的)(omrTG FEBAfeba 注意：恒温反应，过程中无相变化注意：恒温反应，过程中无相变化)()()(omromromrTSTTHTG )15.298()(m(B),m(A),om,1rTCbCaHpp TCbCaSpp15.298ln)(m(B),m(A),om,1r K)15.298(=K)15.298(omfBBom,2rHH K)15.298(=K)15.298(omB

9、Bom,2rSS )15.298()(m(F),m(E),om,3r TCfCeHpp15.298ln)(m(F),m(E),om,3rTCfCeSpp TpTCHTH298.15Kom,romromrd+K)15.298()( TpTTCSTS298.15Kom,romromrd)(+K)15.298()(K)15.298(-omcBBH 或或或或 或或(2) 由于由于 ，已知已知298.15K时反应各物质的时反应各物质的 及及K)15.298(omfH 求恒温化学反应的标准平衡常数求恒温化学反应的标准平衡常数 的方法：的方法：K)15.298(omSoK)(oTK方法二：方法二：利用范特霍

10、夫方程求利用范特霍夫方程求或或 ，反应过程中无相变化，反应过程中无相变化，0om,r pC解题步骤解题步骤：(1)首先求出首先求出298.15K的的 ，再利，再利用范特霍夫方程求用范特霍夫方程求K)15.298(oK)(oTKK)15.298(omfG 反应的反应的 ，求，求T 时反应的时反应的)(oTK)K15.298()K15.298()(omromromrSTHTG omromrSH 、是常数，是常数，根据根据)(ln)(oomrTKRTTG 求得求得 ，然后再利用，然后再利用)(omrTG 求出求出)(oTK0om,r pCK)15.298(=K)15.298(omfBBomromrH

11、HH K)15.298(=K)15.298(omBBomrSS )K15.298()K15.298()K15.298(omromromrSTHG K)15.298(=K)15.298(omfBBomrGG 或或 12omr1o2o11)()(lnTTRHTKTKK)15.298(lnK)15.298(oomrKRTG K)15.298(-omcBBH K)15.298(oK)(oTK化学反应的计算题题型归纳化学反应的计算题题型归纳(1)已知已知25热性质数据，求恒温化学反应的标准平热性质数据，求恒温化学反应的标准平衡常数衡常数 ； 或已知化学反应不同温度的或已知化学反应不同温度的 ，求反应的热

12、性质。，求反应的热性质。包括教材习题：包括教材习题：1、2、9)(oTKpKTK或或)(o已知已知气相反应气相反应298.15K时，各物质的时，各物质的 及及K)15.298(omfH K)15.298(omS及反应热容及反应热容om,rpC ，求求恒温反应恒温反应200时时)(oTK11mr1mrmol363JK269.313130.684298.35(298.15K)Sl206.07kJmo82.930123.14(298.15K)25 H： 解题步骤解题步骤: (1)首先利用首先利用克希霍夫克希霍夫方程求方程求 T 时反应的时反应的),(omrTH (2) 根据根据oomrln)(KRT

13、TG 求求)(oTK)(omrTS )(omrTG ，再求反应的，再求反应的1112mrmrmrmrmr1mrmrmrmrmrmolJK22.38515.29815.473ln12.48363ln(298.15K)(473.15K)ddol214.491kJm175/100048.12206.07(298.15K)(473.15K)dd200 TTCSSTCTSTCHHCTHpppp：3605ln(473.15K)KJmol22.321000/)22.385(15.473491.214(473.15K)(473.15K)(473.15K)200mr1mrmrmr KKRTGSTHG： ，反应的

14、，反应的 是常数，是常数，求求T 时反应的平衡时反应的平衡分压和反应温度对平衡常数的影响。分压和反应温度对平衡常数的影响。已知多相反应已知多相反应298.15K时反应各物质的时反应各物质的 及及K)15.298(omfH K)15.298(omSomrH 则则 也是常数，也是常数，或或(2) 由于由于 是常数，即是常数，即解题步骤解题步骤：方法：方法(1)首先求出首先求出298.15K的的 ，再，再利用范特霍夫方程求利用范特霍夫方程求 ，再求出，再求出 和平衡分压和平衡分压K)15.298(oK)(oTK)K15.298()K15.298()(omromromrSTHTG omrH 根据根据)

15、(ln)(oomrTKRTTG 求得求得 ，然后再利用，然后再利用)(omrTG 求出求出 ，再求出，再求出 和平衡分压和平衡分压)(oTK, 0om,r pComrS )(TKppK解题思路解题思路：（1）求平衡分压，就是求平衡常数；求平衡分压，就是求平衡常数；（2）注意恒温反应，温度为）注意恒温反应，温度为298.15K，还是，还是TK？反应焓和反应熵的计算。反应焓和反应熵的计算。kPa 0.48=kPa 100108 . 43ooeqCO2 pKpKp即气流中即气流中CO 2的分压至少为的分压至少为0.48 kPa时，时， 方能方能避免分解为避免分解为 和和 。 32COAgOAg22C

16、O（2）f3-3+2-1-01解题思路解题思路：已知已知多相反应多相反应25和和60的的分解压力即分解压力即平衡常数平衡常数 ，可算出，可算出25和和60的标准的标准平平衡常数，由于衡常数，由于 ，可利用范特霍夫方程，可利用范特霍夫方程求求 ，即，即 。eqCO2pKp 0om,r pComrH pQ化学反应的计算题题型归纳化学反应的计算题题型归纳（2）已知已知25热性质，求出任意温度的恒温反应的热性质，求出任意温度的恒温反应的标准平衡常数标准平衡常数 或已知反应标准平衡常或已知反应标准平衡常数数 ，然后根据已知反应初始各物质的量，求化，然后根据已知反应初始各物质的量，求化学反应平衡时各物质的

17、量或某反应物的平衡转化率。学反应平衡时各物质的量或某反应物的平衡转化率。包括教材包括教材习题习题2、3、4、5 、11、12。)(oTK)(oTK平衡常数平衡常数 在气相化学反应中的应用在气相化学反应中的应用 BBBeqB npKn 利用平衡常数利用平衡常数 ，根据上述公式，可计算平衡转化率，根据上述公式，可计算平衡转化率 和反应条件对平衡的影响和反应条件对平衡的影响pKi oK理想气体化学反应理想气体化学反应 BBoo pKKp解题思路解题思路：（1）已知气相反应）已知气相反应T 时的时的 ，计算，计算出平衡常数出平衡常数 ，再求平衡时的产物的物质的量。，再求平衡时的产物的物质的量。)(oT

18、KpK解题思路解题思路：(2)根据根据气相反应气相反应T 时的时的 算出算出 ，求出，求出平衡转化率。平衡转化率。(4)已知平衡转化率，得到已知平衡转化率，得到 ，再求，再求)(oTKpKpK)(oTK由于由于 是常数，可利用范特霍夫方程求出反应温度。是常数，可利用范特霍夫方程求出反应温度。omrH 8129. 622163145. 81052.125lnln31omrooomr RTGKKRTG3o10099. 1 K 0(g)B Boo)( pKKp BBBeqB npKKnp (g) 2NO(g)O(g)N22 001666. 0)1()2(22o3 npKKK(4) 13mro1o31

19、1lnTTRHKKK 23143 T解题思路解题思路：已知已知多相反应多相反应 不同不同T 时的平衡总压，计时的平衡总压，计算不同温度的平衡常数算不同温度的平衡常数 和标准平衡常数和标准平衡常数 ，由于由于 是常数，可利用范特霍夫方程求是常数，可利用范特霍夫方程求 。pKoKomrH mrH 11121212mrmolkJ 0 .178molJ 326. 518.29ln10731173107311733145. 8)(o)(olno TKTKTTTRTH化学反应的计算题题型归纳化学反应的计算题题型归纳(3)已知已知25热性质，求出任意温度的恒温反应的热性质，求出任意温度的恒温反应的标准标准平衡常数平衡常数 或已知反应标准平衡常数或已知反应标准平衡常数 ，计