武汉工业学院化学与环境工程系

武汉工业学院化学与环境工程系第五章化学平衡第一页，共二十五页。第五章化学平衡本章目录§5-1化学反应的吉布斯函数变（rGm)§5-4温度对标准平衡常数的影响§5-2化学等温方程及平衡常数§5-3标准摩尔反应吉布斯函数（rGm)

的计算第二页，共二十五页。§5-1化学反应的吉布斯函数变（rGm)一、摩尔反应吉布斯函数（ΔrGm）任一发生化学反应的封闭系统内发生微小变化时，反应的吉布斯函数变量为：恒温、恒压下反应，则dT=0,dP=0,上式变为：（1）第三页，共二十五页。§5-1化学反应的吉布斯函数变（rGm)根据反应进度的定义，有：将（2）式代入（1）中，得：（2）（3）第四页，共二十五页。对于大量系统中反应进度为1mol（或微小变化）时体系的吉布斯能的改变为：

§5-1化学反应的吉布斯函数变（rGm)结论及定义

第五页，共二十五页。1)量纲：J·mol-1；2)对同一化学反应来讲，其具体值与计量方程式写法有关。对ΔrGm的理解：§5-1化学反应的吉布斯函数变（rGm)第六页，共二十五页。二、化学反应的平衡条件§5-1化学反应的吉布斯函数变（rGm)rGm<0

反应自发进行rGm＝0反应已达平衡态rGm>0反应不能自发进行，但逆反应可自发进行第七页，共二十五页。§5-1化学反应的吉布斯函数变（rGm)三、G与的关系1、反应过程中各相的组成均不发生改变时，则系统的G—图为一条直线，如下图。a线：斜率为正，rGm>0，反应不能自发进行b线：斜率为零，rGm＝0，反应达到平衡态c线：斜率为负，rGm<0，反应可以自发进行例：CaCO3(S)=CaO(S)+CO2（g）第八页，共二十五页。§5-1化学反应的吉布斯函数变（rGm)2、相组成发生改变的化学反应，系统的G—图为一条向下凹的曲线，如下图所示。可见，随着反应的进行，即的增大，G先减小，经过最低点后，又逐渐增加。左侧：斜率为负，rGm<

0，反应自发进行最低点：斜率为零，rGm＝0，反应达到平衡态右侧：斜率为正，rGm>0，反应不能自发进行例：N2(g)+H2(g)=2NH3（g）

HCOOH(l)+CH3OH(l)=HCOOCH3(l)+H2O(l)第九页，共二十五页。一、理想气体反应的等温方程§5-2化学等温方程及标准平衡常数理想气体混合物任一组分B的化学势为：令：上式中，为标准摩尔反应吉布斯函数。第十页，共二十五页。则：DrGm=DrGqm+RTlnJP理想气体化学反应的等温方程§5-2化学等温方程及标准平衡常数第十一页，共二十五页。二.理想气体化学反应的标准平衡常数KθKθ:

无量纲,T一定时为常数,其数值与计量式的写法有关。当反应达平衡时：§5-2化学等温方程及标准平衡常数第十二页，共二十五页。反应正向自发进行系统已达平衡反应不能自发进行，但逆向反应可自发进行等温方程的意义：可用来判别一个化学反应能否自发进行以及进行到什么程度为止。§5-2化学等温方程及标准平衡常数第十三页，共二十五页。

若参加反应的各组分不处于同一相,则属于多相化学反应，常压下压力对凝聚态的影响可忽略不计。可近似认为凝聚态在常压下的化学势等于其标态化学势。三、有纯态凝聚相参加的理想气体反应§5-2化学等温方程及标准平衡常数第十四页，共二十五页。§5-2化学等温方程及标准平衡常数第十五页，共二十五页。可见，有纯态凝聚相参与的理想气体的化学反应，其平衡常数等于各气相组分的平衡压力商，不出现凝聚相。§5-2化学等温方程及标准平衡常数第十六页，共二十五页。§5-2化学等温方程及标准平衡常数第十七页，共二十五页。§5-3标准摩尔反应吉布斯函数（rGm)的计算一、由计算：标准摩尔生成吉布斯函数，数据可查第十八页，共二十五页。§5-3标准摩尔反应吉布斯函数（rGm)的计算二、由和计算第十九页，共二十五页。三、由相关反应计算§5-3标准摩尔反应吉布斯函数（rGm)的计算例如：(1)C(s)+O2(g)CO2(g)(2)CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)(3)C(s)+1/2O2(g)CO

(g)可以看出：（1）－（2）＝（3）则有：－＝相关反应：由加减关系可以得到的化学反应第二十页，共二十五页。§5-4温度对标准平衡常数的影响一、范特霍夫方程范特霍夫方程1.范特霍夫方程的数学表达式第二十一页，共二十五页。§5-4温度对标准平衡常数的影响2.范特霍夫等压方程的应用随温度升高而增大随温度升高而减小与温度无关第二十二页，共二十五页。二、rHmθ可视为常数时范特霍夫方程的积分式将范特霍夫方程定积分得不定积分得§5-4温度对标准平衡常数的影响第二十三页，共二十五页。三、rHmθ不为常数时时范特霍夫方程的积分式§5-4温度对标准平衡常数的影响第二十四页，共二十五页。内容总结武汉工业学院。化学与环境工程系。第五章化学平衡。rGm<0反应自发进行。rGm＝0反应已达平衡态。rGm>0反应不能自发进行，但逆反应可自。a线：斜率为正，