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五章化学平衡本章目录§5-1化学反响的吉布斯函数变〔rGm)§5-4温度对规范平衡常数的影响§5-2化学等温方程及平衡常数§5-3规范摩尔反响吉布斯函数〔rGm)的计算§5-1化学反响的吉布斯函数变〔rGm)一、摩尔反响吉布斯函数〔ΔrGm〕任一发生化学反响的封锁系统内发生微小变化时，反响的吉布斯函数变量为：恒温、恒压下反响，那么dT=0,dP=0,上式变为：〔1〕§5-1化学反响的吉布斯函数变〔rGm)根据反响进度的定义，有：将〔2〕式代入〔1〕中，得：〔2〕〔3〕对于大量系统中反响进度为1mol〔或微小变化〕时体系的吉布斯能的改动为：§5-1化学反响的吉布斯函数变〔rGm)结论及定义1)量纲：J·mol-1；2)对同一化学反响来讲，其详细值与计量方程式写法有关。对ΔrGm的了解：§5-1化学反响的吉布斯函数变〔rGm)二、化学反响的平衡条件§5-1化学反响的吉布斯函数变〔rGm)rGm<0反响自发进展rGm＝0反响已达平衡态rGm>0反响不能自发进展，但逆反响可自发进展§5-1化学反响的吉布斯函数变〔rGm)三、G与的关系1、反响过程中各相的组成均不发生改动时，那么系统的G—图为一条直线，如以下图。a线：斜率为正，rGm>0，反应不能自发进展b线：斜率为零，rGm＝0，反应到达平衡态c线：斜率为负，rGm<0，反应可以自发进展例：CaCO3(S)=CaO(S)+CO2〔g〕§5-1化学反响的吉布斯函数变〔rGm)2、相组成发生改动的化学反响，系统的G—图为一条向下凹的曲线，如以下图所示。可见，随着反响的进展，即的增大，G先减小，经过最低点后，又逐渐添加。左侧：斜率为负，rGm<0，反响自发进展最低点：斜率为零，rGm＝0，反响到达平衡态右侧：斜率为正，rGm>0，反应不能自发进展例：N2(g)+H2(g)=2NH3〔g〕HCOOH(l)+CH3OH(l)=HCOOCH3(l)+H2O(l)一、理想气体反响的等温方程§5-2化学等温方程及规范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，为规范摩尔反响吉布斯函数。那么：DrGm=DrGqm+RTlnJP理想气体化学反响的等温方程§5-2化学等温方程及规范平衡常数二.理想气体化学反响的规范平衡常数KθKθ:无量纲,T一定时为常数,其数值与计量式的写法有关。当反响达平衡时：§5-2化学等温方程及规范平衡常数反响正向自发进展系统已达平衡反响不能自发进展，但逆向反响可自发进展等温方程的意义：可用来判别一个化学反响能否自发进展以及进展到什么程度为止。§5-2化学等温方程及规范平衡常数假设参与反响的各组分不处于同一相,那么属于多相化学反响，常压下压力对凝聚态的影响可忽略不计。可近似以为凝聚态在常压下的化学势等于其标态化学势。三、有纯态凝聚相参与的理想气体反响§5-2化学等温方程及规范平衡常数§5-2化学等温方程及规范平衡常数可见，有纯态凝聚相参与的理想气体的化学反响，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化学等温方程及规范平衡常数§5-2化学等温方程及规范平衡常数§5-3规范摩尔反响吉布斯函数〔rGm)的计算一、由计算：规范摩尔生成吉布斯函数，数据可查§5-3规范摩尔反响吉布斯函数〔rGm)的计算二、由和计算三、由相关反响计算§5-3规范摩尔反响吉布斯函数〔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〕那么有：－＝相关反响：由加减关系可以得到的化学反响§5-4温度对规范平衡常数的影响一、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§5-4温度对规范平衡常数的影响2.范特霍夫等压方程的运用随温度升高而增大随温度升高