第四章化學平衡(物理化學印永嘉)

第四章化學平衡§4.1化學反應的方向和限度1.化學反應的限度2.反應系統(tǒng)的吉布斯自由能假設有一最簡單的理想氣體反應：H2+O2→H2OH2+I2→HI反應達到平衡時的反應進度圖4.1反應系統(tǒng)的吉布斯函數變化示意圖若反應開始時，系統(tǒng)中只有1mol的純A，當反應進度為ξ時，A的物質的量為1-ξ，B物質的量為ξ。在一定溫度和壓力下，吉布斯函數G為最小的狀態(tài)就是反應系統(tǒng)的平衡態(tài)。即：反應系統(tǒng)的總吉布斯函數G總是小于G﹡。圖4.1反應系統(tǒng)的吉布斯函數變化示意圖3.化學反應的平衡常數和等溫方程理想氣體的化學反應：反應達到平衡時：

因為等式右邊各項都只是溫度的函數，所以在溫度一定時，為一常數。則：若反應為定溫定壓時的任意分壓，則推廣到任意化學反應，只需用aB代替pB，cB，等溫方程可統(tǒng)一表示為：Qa稱為活度商。。習題1故反應逆向進行。要使反應正向進行，則必須:§4.2反應的標準吉布斯函數變化3.反應的△rGmθ和標準平衡常數的求算（c）通過測定反應的標準平衡常數來計算（d）用已知反應的△rGmθ計算所研究反應的△rGmθ

（蓋斯定律）任意化學反應的△rGmθ可采用下式計算：2.物質的標準生成吉布斯函數例題3解：§4.3平衡常數的各種表示法1.氣相反應對于理想氣體：△υ=（c+d）-（a+b）表示產物和反應物計量數的絕對值之差2.液相反應當溶液為理想溶液時：當溶液為稀溶液時：3.復相反應如果此反應在一密閉容器中進行，則達到平衡時：當溶液為實際溶液時：分解壓：固體物質在一定溫度下分解達到平衡時產物中氣體的總壓力。若反應初始無氣體，則：對氣固相反應來說，表示反應的標準平衡常數時，只需在標準平衡常數表示式中寫出參加反應的各氣體物質的分壓即可。例3教材125頁例54.平衡常數與反應方程式寫法的關系化學方法是直接測定平衡系統(tǒng)的組成，然后根據平衡常數表達式計算出平衡常數。無論采用哪一種方法，首先都應判明反應系統(tǒng)是否確已達到平衡，而且在實驗測定過程中必須保持平衡不會受到擾動。例4教材127頁例6實驗測定平衡常數的方法可分為物理方法和化學方法兩大類。物理方法是測定平衡系統(tǒng)的物理性質，如折光率、電導率、顏色、密度、壓力和體積等，然后求出平衡常數；§4.4平衡常數的實驗測定§4.5溫度對平衡常數的影響當溫度變化范圍不大時，ΔrHmθ可近似看作常數，于是：例5教材131頁例8§4.6其它因素對化學平衡的影響1.壓力的影響對于氣相反應，壓力雖然不能改變標準平衡常數，但對平衡系統(tǒng)的組成會有一定的影響。因此，在通常壓力條件下，壓力對標準平衡常數的影響可以不予考慮。即系統(tǒng)總壓增大時，系統(tǒng)的平衡組成向產物減少、反應物增多的方向變化；即系統(tǒng)總壓增大時，系統(tǒng)的平衡組成向產物增多、反應物減少的方向變化。例6教材137頁例10

即對平衡無影響。惰性氣體：存在于系統(tǒng)中但未參與反應（既不是