化學(xué)平衡市公開課獲獎?wù)n件

1、第三章 化學(xué)平衡思緒：將化學(xué)平衡作為突破口問題導(dǎo)引：煉鐵高爐是否越高越好？問題提出：在給定條件下如何判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向和程度？第1頁第1頁第三章 化學(xué)平衡什么是化學(xué)平衡？ 所謂化學(xué)平衡是指在一定條件下（包括溫度、壓力和濃度等），當(dāng)化學(xué)反應(yīng)正、逆兩個方向反應(yīng)速率相等時，所達(dá)到平衡狀態(tài)稱為化學(xué)平衡。第2頁第2頁第三章 化學(xué)平衡3-1 抱負(fù)氣體化學(xué)平衡一、抱負(fù)氣體反應(yīng)原則吉布斯能改變 不妨設(shè)有一抱負(fù)氣體反應(yīng)系統(tǒng)，在恒溫下進(jìn)行： 在恒溫下 ，則1mol抱負(fù)氣體從 時，其吉布斯自由能改變?yōu)椋旱?頁第3頁第三章 化學(xué)平衡對上述混合氣體有：反應(yīng)前后系統(tǒng)吉布斯自由能改變：第4頁第4頁第三章 化學(xué)平衡不妨令則

2、：當(dāng)混合氣體中各氣體分壓均為原則大氣壓時，把 稱為抱負(fù)氣體反應(yīng)原則吉布斯自由能改變。第5頁第5頁第三章 化學(xué)平衡二、抱負(fù)氣體反應(yīng)平衡常數(shù)達(dá)到平衡時：對于反應(yīng)則：不妨令抱負(fù)氣體反應(yīng)原則平衡常數(shù)則：第6頁第6頁第三章 化學(xué)平衡或者：意義：能夠直接從已有熱力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行化學(xué)平衡計(jì)算。第7頁第7頁第三章 化學(xué)平衡三、抱負(fù)氣體反應(yīng)等溫方程式對于反應(yīng)即：不妨用 表示任意分壓下壓強(qiáng)商，則：第8頁第8頁第三章 化學(xué)平衡 范特荷夫等溫方程式第9頁第9頁第三章 化學(xué)平衡范特荷夫等溫方程式應(yīng)用：（1）當(dāng) 時， ，反應(yīng)自發(fā)從左往右進(jìn)行；（2）當(dāng) 時， ，反應(yīng)達(dá)到平衡；（3）當(dāng) 時， ，反應(yīng)逆向進(jìn)行。意義：能夠通過控制反

3、應(yīng)條件（溫度、構(gòu)成、壓力）來改變 和 相對大小，使反應(yīng)朝預(yù)期方向進(jìn)行。第10頁第10頁第三章 化學(xué)平衡典型實(shí)例：可控氣氛熱處理問題鋼鐵在熱處理中被二氧化碳氧化反應(yīng)為：已知在830時反應(yīng) 。問（1）當(dāng)爐氣中CO和CO2體積分?jǐn)?shù)分別為0.60和0.40時鋼鐵 是否會被氧化？ （2）當(dāng)爐氣成份變?yōu)镃O和CO2體積分?jǐn)?shù)分別為0.45和0.15， 其余為N2時，鋼鐵是否還會被氧化？（設(shè)總壓為p ）第11頁第11頁第三章 化學(xué)平衡解：對于反應(yīng)（1）當(dāng)爐氣中CO和CO2體積分?jǐn)?shù)分別為0.60和0.40時：反應(yīng)正向進(jìn)行，鋼鐵會被氧化。（爐氣為氧化性氣氛）第12頁第12頁第三章 化學(xué)平衡對于反應(yīng)（2）當(dāng)爐氣中C

4、O和CO2體積分?jǐn)?shù)分別為0.45和0.15時：反應(yīng)逆向進(jìn)行，鋼鐵不會被氧化。（爐氣為還原性氣氛）第13頁第13頁第三章 化學(xué)平衡可控氣氛熱處理意義：（1）化學(xué)熱力學(xué)能準(zhǔn)確預(yù)測熱處理氣氛，以便做到無 氧化加熱；（2）適當(dāng)使用惰性氣體，能夠減少有毒、易燃?xì)怏w 產(chǎn)生，改進(jìn)工作環(huán)境；（3）利用化學(xué)熱力學(xué)原理調(diào)控反應(yīng)氣氛，如改變爐內(nèi) 氣體分壓或構(gòu)成，使之符合 ，使反應(yīng) 逆向進(jìn)行。第14頁第14頁第三章 化學(xué)平衡3-2 原則平衡常數(shù)與溫度關(guān)系 范特荷夫等壓方程式問題提出： 原則平衡常數(shù) 只是溫度函數(shù)。通常由原則熱力學(xué)函數(shù) 、 、 求得化學(xué)反應(yīng) 及 多是在298K下值。為了取得其它溫度下 ，就要找出原則平衡

5、常數(shù)與溫度關(guān)系。 第15頁第15頁第三章 化學(xué)平衡一、范特荷夫（ ）等壓方程式 依據(jù)吉布斯-亥姆赫茲（Gibbs-Helmholtz）方程在原則狀態(tài)下：又或 范特荷夫等壓方程式第16頁第16頁第三章 化學(xué)平衡范特荷夫等壓方程式：討 論：（1）當(dāng)化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)時， ，則：隨溫度升高而減??；（2）當(dāng)化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)時， ，則：隨溫度升高而增大。第17頁第17頁第三章 化學(xué)平衡二、范特荷夫等壓方程應(yīng)用（一）溫度改變范圍不大時， 可視為常數(shù)或典型實(shí)例：書上P97例3-8第18頁第18頁第三章 化學(xué)平衡（二）溫度改變區(qū)間很大時，要考慮 與T 關(guān)系依據(jù)基爾霍夫公式：又由 和 分別求出積分常數(shù) 和 I 。第19頁第19頁第三章 化學(xué)平衡典型實(shí)例：鋼鐵氮化處理 滲氮問題 滲氮是在一定溫度和一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層化學(xué)熱處理工藝。常見有液體滲氮、氣體滲氮和離子滲氮。老式氣體滲氮是把工件放入密封容器中，通以流動氨氣并加熱、保溫較長時間后，氨氣熱分解產(chǎn)生活性氮原子，不斷吸附到工件表面