教程4.化学平衡

1、第四章 化学平衡 4-1 化学平衡的条件对定温、定压、W = 0 ，且 = 1mol 的化学反应 0 , 逆反应方向自发-定T,P,W= 0的封闭体系化学反应方向与限度的判据. 4-2 化学反应定温式定温、定压、W= 0 的任意理想气体反应 aA + dD = gG + hH任意状态分压 PA PD PG PH平衡分压 PA PD PG PH 一. 化学反应定温式与标准平衡常数1. 理想气体反应且令- 化学反应定温式 应用公式可以计算，反应在某一T , P , W=0的条件下，当 = 1mol 时, 化学反应的Gibbs自由能变.QP- 压力商在反应达到平衡时, rGm = 0- 反应的标准平

2、衡常数显然，标准平衡常数是平衡状态下的压力商，而QP是体系处在任意状态下（含平衡态）的压力商，因此，在平衡态: QP = K- 化学反应定温式 QP KP ，则 rGm KP ，则 rGm 0 逆反应方向自发进行 QP = KP ，则 rGm = 0 反应达到平衡例题. 反应2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) 在1000K时的KP=3.45, 计算SO2 、O2、SO3 分压分别为 20 kPa 、10kPa , 100 kPa 的混合气中, 上述反应的rGm ,判断混合气中反应自发进行的方向。因为 rGm 0 , 所以反应的自发方向是逆反应方向.例题：298K, 反应 0.5

3、N2(g) +1.5H2(g) = NH3(g) 的rGm= -16.5 kJmol-1 。求 ：(1) 298K反应的KP。 (2) 摩尔数之比为N2 : H2 : NH3 = 1:3:2的体系，P总 = 105 Pa时, 反应的rGm , 并判断反应自发进行的方向。 0.5N2 (g) + 1.5 H2(g) = NH3 (g) nB /mol 1 3 2 n总=6 mol xB=nB/n总 1/6 3/6 2/6 PB=P总xB 105/6 105/2 105/3rGm = rGm+ RTlnQP =-16.5+8.31429810-3ln2.31 = -14.43 kJmol-1rGm

4、 0 , 则 dlnK/dT 0 , 即 T , K , 平衡向正反应方向移动。 (2) 对放热反应，rHm 0 , 则 dlnK/dT 0 , 即 T , K , 平衡向逆反应方向移动。结论：升高温度，平衡将向吸热的方向移动；降低温度， 平衡将向放热的方向移动。把rHm 看作是常数 , 将微分公式积分的例题4-4 已知CaCO3在1170K时的分解压力为100.0kPa ,反应 CaCO3(s) = CaO (s) + CO2 (g) 的rHm在本题温度范围内恒定为 170.8 kJ/mol. 若空气中CO2的物质的量百分数为 0.3% , 计算CaCO3 在空气中开始分解解的温度是多少?解

5、: T1=1170K , K1 = PCO2 / P = 100.0 / 100.0 = 1设所求温度为 T2 , 对应的平衡常数为 K2 rGm ( T2)= rGm(T2) + RTlnQP,2 = - RTln K2 + RTlnQP,2 = 0K2 = QP,2 = PCO2 / P = xP总/ P = x P / P = x =0.003T2 = 879K200400K时，反应 NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)的标准平衡常数K与温度T的关系为1. 计算300K时反应的 2. 在300K时将NH4Cl(s)放在真空密闭的容器内分解，求HCl(g)的平衡分压 及平衡

6、体系的自由度数。解：1.K(300K)=5.9810-15PHCl=7.6710-3 Paf = C-P+1=(3-1-1)-2+1=01下列叙述中不正确的是： (A)标准平衡常数仅是温度的函数 ； (B) 催化剂不能改变平衡常数的大小 ；(C) 平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动，达到新的平衡 (D) 化学平衡发生新的移动，平衡常数必发生变化 。答案：D放热反应 2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) 达平衡后，若分别采取 增加压力； 减少NO2的分压； 增加O2分压； 升高温度； 加入催化剂 能使平衡向产物方向移动的条件是： (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。答案

7、：A恒定温度、压力和不做非体积功的条件下，反应 aA + bB = gG + hH 达到化学平衡的条件是： A) A=B =G =H B) aA =bB =gG =hH C) A +B =G +H D) aA + bB = gG + hH答案：D PCl5(g)的分解反应为 PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g)，已知 PCl5(g)的分解百分数在473K时为48.5%，而在573K时为 97%，则可判断 A）反应的标准平衡常数为2 ； B）在两温度下标准平衡常数相等 ； C）反应是放热的 ； D) 反应是吸热的 。答案：D5. 已知TK时，反应 H2O (g) = H2 (g) + 0.5O2 (g) 的Kp1 和 反应 CO2 (g) = CO (g) + 0.5O2 (g) 的 Kp2, 则反应 CO(g) + H2O (g) = CO2 (g) + H2 (g) 的 Kp3 为 A) Kp3= Kp1 + Kp2 B) Kp3= Kp1 / Kp2 C) Kp3= Kp2