第四章化學(xué)平衡(物理化學(xué)印永嘉)

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

因?yàn)榈仁接疫吀黜?xiàng)都只是溫度的函數(shù)，所以在溫度一定時(shí)，為一常數(shù)。則：若反應(yīng)為定溫定壓時(shí)的任意分壓，則推廣到任意化學(xué)反應(yīng)，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(xí)題1故反應(yīng)逆向進(jìn)行。要使反應(yīng)正向進(jìn)行，則必須:§4.2反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變化3.反應(yīng)的△rGmθ和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的求算（c）通過測定反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)來計(jì)算（d）用已知反應(yīng)的△rGmθ計(jì)算所研究反應(yīng)的△rGmθ

（蓋斯定律）任意化學(xué)反應(yīng)的△rGmθ可采用下式計(jì)算：2.物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)例題3解：§4.3平衡常數(shù)的各種表示法1.氣相反應(yīng)對(duì)于理想氣體：△υ=（c+d）-（a+b）表示產(chǎn)物和反應(yīng)物計(jì)量數(shù)的絕對(duì)值之差2.液相反應(yīng)當(dāng)溶液為理想溶液時(shí)：當(dāng)溶液為稀溶液時(shí)：3.復(fù)相反應(yīng)如果此反應(yīng)在一密閉容器中進(jìn)行，則達(dá)到平衡時(shí)：當(dāng)溶液為實(shí)際溶液時(shí)：分解壓：固體物質(zhì)在一定溫度下分解達(dá)到平衡時(shí)產(chǎn)物中氣體的總壓力。若反應(yīng)初始無氣體，則：對(duì)氣固相反應(yīng)來說，表示反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)時(shí)，只需在標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表示式中寫出參加反應(yīng)的各氣體物質(zhì)的分壓即可。例3教材125頁例54.平衡常數(shù)與反應(yīng)方程式寫法的關(guān)系化學(xué)方法是直接測定平衡系統(tǒng)的組成，然后根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算出平衡常數(shù)。無論采用哪一種方法，首先都應(yīng)判明反應(yīng)系統(tǒng)是否確已達(dá)到平衡，而且在實(shí)驗(yàn)測定過程中必須保持平衡不會(huì)受到擾動(dòng)。例4教材127頁例6實(shí)驗(yàn)測定平衡常數(shù)的方法可分為物理方法和化學(xué)方法兩大類。物理方法是測定平衡系統(tǒng)的物理性質(zhì)，如折光率、電導(dǎo)率、顏色、密度、壓力和體積等，然后求出平衡常數(shù)；§4.4平衡常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定§4.5溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響當(dāng)溫度變化范圍不大時(shí)，ΔrHmθ可近似看作常數(shù)，于是：例5教材131頁例8§4.6其它因素對(duì)化學(xué)平衡的影響1.壓力的影響對(duì)于氣相反應(yīng)，壓力雖然不能改變標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，但對(duì)平衡系統(tǒng)的組成會(huì)有一定的影響。因此，在通常壓力條件下，壓力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響可以不予考慮。即系統(tǒng)總壓增大時(shí)，系統(tǒng)的平衡組成向產(chǎn)物減少、反應(yīng)物增多的方向變化；即系統(tǒng)總壓增大時(shí)，系統(tǒng)的平衡組成向產(chǎn)物增多、反應(yīng)物減少的方向變化。例6教材137頁例10

即對(duì)平衡無影響。惰性氣體：存在于系統(tǒng)中但未參與反應(yīng)（既不是