普通化學(xué)習(xí)題講稿

1、普通化學(xué)題解,第一章習(xí)題課,習(xí)題.mol理想氣體經(jīng)過恒溫膨脹，恒容加熱，恒壓冷卻三步，形成一個(gè)循環(huán)后回到原態(tài)，整個(gè)過程吸熱J求此過程的W和U 解：循環(huán)過程U 而U = Q + W W = -Q = -100J,6. 在K和.kPa下，1molH2O(l)體積為.dm3,水蒸汽為. dm3，水的汽化熱為.kJ.g-1. 試計(jì)算mol水變成水蒸汽時(shí)的H和 解：恒溫恒壓下 HQp = 2.25618 = 40.65kJ W = - P外（V2V1）= -101.325(30.2-0.0188)= -3.06kJ = Q + W = 40.65-3.06 =37.59kJ,8.甘油三油酸脂是一種典型的

2、脂肪，當(dāng)它被人體代謝時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)： 問消耗這種脂肪kg時(shí)，將有多少熱量放出 解：,10已知下列熱化學(xué)方程式： 不用查表，計(jì)算下列反應(yīng)的 解：,11.判斷下列體系變化過程中熵增大還是減小 （）鹽溶解于水， S增大 （）兩種不同的氣體混合 S增大 對(duì)于理想氣體恒溫可逆過程 （）水結(jié)冰 S減少,已知冰的熔化熱,（）活性碳吸附氧 S減少 （）金屬納在氯氣中燃燒生成氯化鈉 S減少 （）硝酸銨加熱分解 S增大,不用查表，試將下列物質(zhì)按熵 由大到小排列,.利用下列反應(yīng)的Gm值，計(jì)算Fe2O3在K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)變： Fe(s)+ 3/2O2(g)= Fe2O3(s) Gm=-42.2kJ/mol 4

3、Fe2O3(s)+ Fe(s)= 3Fe3O4(s) Gm= - 77.4kJ/mol 解：由得 Fe(s) + 2O2(g) = Fe3O4(s) Gm=(-74.24)+(-77.4)3=-1015.4kJ.mol-1,19.在kPa和K條件下，溴由液態(tài)蒸發(fā)成氣態(tài) （）求此過程的Hm和Sm. (2) 由（）計(jì)算結(jié)果，討論液態(tài)溴與氣態(tài)溴的混亂度變化情況 （）求此過程的Gm. 由此說明該過程在此條件下能否自動(dòng)進(jìn)行 （）如要過程自動(dòng)進(jìn)行，試求出自動(dòng)蒸發(fā)的最低溫度,解： Br2(l) = Br2(g) fHm 0 30.9(kJ.mol-1) Sm 152.2 245.5(J.mol.K-1) f

4、Gm 0 3.1(kJ.mol-1),則此過程 rHm = 30.90 = 30.9kJ.mol-1 rSm = 245.5-152.2= 93.3J.mol-1K-1 0 液態(tài)溴變成氣態(tài)過程體系混亂度增加。 rGm = 3.10 = 3.1kJ.mol-1 0 該條件下不能自發(fā)進(jìn)行。 (4)若能自發(fā)進(jìn)行，其最低溫度,21.試估計(jì)CaCO3的最低分解溫度，反應(yīng)式為 并與實(shí)際石灰石操作溫度oC作比較 解： CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) fHm -1207.6 -634.9 -393.5 Sm 91.7 38.1 -213.8 則rHm =(-634.9)+(-393.5)-(

5、1207.6) = 179.2kJ.mol-1 Sm=(-213.8+38.1)-(91.7)=160.2J.mol-1 T 179.21000/160.2=1118.6K 845.6oC,23 已知K時(shí)，下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) FeO(s) = Fe(s) + 1/2O2(g) K1= 1.510-43 CO2(g) = CO(g) + 1/2O2(g)K2 = 8.710-46 試計(jì)算Fe(s)+ CO2(g)= FeO(s) + CO(g)在相同溫度下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KT. 解：,24.五氯化磷的熱分解反應(yīng)如下： PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 在kPa 和某溫度

6、下平衡，測(cè)得PCl5的分壓為kPa，試計(jì)算該反應(yīng)在此溫度下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KT 解：P(PCl5) = 20kPa P(PCl3) = P(Cl2) = 80/2 = 40kPa,25.在一恒壓容器中裝有CO2和H2的混合物，存在如下的可逆反應(yīng)： CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) 如果在 kPa下混合物中CO2的分壓為kPa，將其加熱00oC時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，已知標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K.，求： （）各物質(zhì)的平衡分壓 （） CO2轉(zhuǎn)化為CO的百分率 （）如果溫度保持不變，在上述平衡體系中加入一些H2，判斷平衡移動(dòng)的方向 解：CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H

7、2O(g) 分壓 設(shè)平衡分壓P(CO) = P(H2O) = x,則P(CO2) = 25-x P(H2)= 75-x x = 18.75 所以P(CO) = P(H2O) = .kPa P(CO2) = 25-x = 25-18.75 = 6.25kPa P(H2)= 75-x = 56.25kPa (2) CO2轉(zhuǎn)化率. ,（）如果溫度保持不變，在上述平衡中加入一些H2，則反應(yīng)正向進(jìn)行。,28.在V2O5催化劑存在下，已知反應(yīng)， 在00oC和kPa達(dá)到平衡時(shí)，SO2和O2的分壓分別為0kPa和0kPa，如果保持溫度不變，將反應(yīng)體積縮小至原來的/，通過反應(yīng)商的計(jì)算，說明平衡移動(dòng)的方向 解：平

8、衡時(shí)，P(SO2) = 10kPa， P(O2) = 30kPa 則 壓縮體積為原來的 QK, 反應(yīng)正向進(jìn)行。,一定量的N2O4氣體在一密封容器中保溫，反應(yīng)達(dá)到平衡，試通過附錄一的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算： ()該反應(yīng)在K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K298; (2)該反應(yīng)在0K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K 解：反應(yīng)方程式N2O4(g) = 2NO2(g) fHm(kJ/mol) 11.1 33.2 fGm(kJ/mol) 99.8 51.3 (1) rGm(298)= 51.32-99.8 = 2.8 = -kTlnK ln K = 2.8 1000/-8.314298 = -1.130 K= 0.323 rHm = 233

9、.2-11.1 = 55.3kJ/mol,第二章習(xí)題,.設(shè)反應(yīng) 試求上述合成氨反應(yīng)的反應(yīng)焓變。 解：,.下列反應(yīng)為基元反應(yīng)，并在封閉容器中進(jìn)行： 求（）反應(yīng)物初始濃度（mol.L-1)分別為 C(NO)= 0.3, C(O2)= 0.2時(shí)的反應(yīng)速率； （）在恒溫下，增加反應(yīng)物濃度，使其達(dá)到C(NO)=0.6mol.L-1, C(O2)=1.2mol.L-1時(shí)的反應(yīng)速率，它是（）中正反應(yīng)速率的多少倍。 解：（）反應(yīng)速率 （）反應(yīng)速率 是的倍,.氫和碘的蒸汽壓在高溫下按下式一步完成反應(yīng): 若兩反應(yīng)物的濃度均為1mol.L-1,則反應(yīng)速率為.mol.(L.s)-1:設(shè)H2的濃度為0.1mol.L-1

10、,I2的濃度為.mol.L-1，則此時(shí)反應(yīng)速率為多少？ 解:m(H2)= m(I2)=1mol.L-1 設(shè)濃度0.1 1mol.L-1, I2的濃度0.5 1mol.L-1 則,6.700oC時(shí)CH3CHO分解反應(yīng)的速率常數(shù)k1= 0.0105s-1.如果反應(yīng)的活化能為188kJ.mol-1,求800oC該反應(yīng)的速率常數(shù)k2 解:已知 700oC時(shí),k1=0.0105s-1 Ea=188kJ.mol-1 求K2 阿累尼烏斯公式,7.設(shè)某反應(yīng)正反應(yīng)的活化能為8104J.mol-1,逆反應(yīng)活化能為104J.mol-1，求在K時(shí)的 與 各為400K時(shí)的多少倍（忽略Z的差異）？根據(jù)計(jì)算結(jié)果看，活化能不

11、同的反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，哪個(gè)反應(yīng)的速率改變較大？ 解:對(duì)正反應(yīng):,對(duì)于逆反應(yīng)：,活化能不同的反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，活化能大的速率改變大，即逆反應(yīng)速率改變大,.設(shè)在K時(shí)，上題反應(yīng)加催化劑，活化能降低 J.mol-1,計(jì)算此時(shí)的 的比值與未加催化劑前的比值是否相同(忽略Z的差異)，由此說明，催化劑使正逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)是否相同 解： 未加催化劑：,加催化劑后,.將含有0.1mol.L-1NaAsO3和0.1mol.L-1 的Na2S2O3的溶液與過量的稀硫酸溶液混合均勻，發(fā)生下列反應(yīng)： 今由實(shí)驗(yàn)測(cè)得在7oC時(shí),從混合物開始至出現(xiàn)黃色As2S3沉淀共需要s；若將上述溶液溫度升高oC,重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得需

12、時(shí)s，試求該反應(yīng)活化能Ea 解: 2H3AsO3+9H2S2O3=As2O3(s)+3SO2(g)+ 3H2S4O6 Mol.L-1 0.1 0.1 17oC 1515s 27oC 500s,第三章,.已知乙醇溶液中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)是.，求此溶液的物質(zhì)的量濃度（溶液的密度為.g.cm-3)和質(zhì)量摩爾濃度 解：已知：,.溶解.324g的S于400g的C6H6中，使C6H6的沸點(diǎn)上升了.81oC.問此時(shí)溶液中的S分子是由幾個(gè)原子組成的？ 已知：W(S)= 0.324g, 查表得知Kb(C6H6)=2.53,6 某稀溶液在時(shí)蒸汽壓為.kPa,純水在此溫度下蒸汽壓為.kPa,求溶液的質(zhì)量摩爾濃度已知Kb

13、的值為.oC,求此溶液的沸點(diǎn) 解：已知,.將下列兩組水溶液，按照它們的蒸汽壓從小到大的順序排列： （）濃度均為.mol.Kg-1的NaCl,H2SO4,C6H12O6(葡萄糖） （）濃度均為.mol.Kg-1CH3COOH, NaCl, C6H12O6 解：,、將.2mol.kg-1的HF與.2mol.kg-1的NH4F溶液等量混合，計(jì)算所得溶液pH值和HF的解離度。 解： HF的解離平衡為 HF = H+ + F- 初始濃度. 平衡濃度.-x x 0.1 + x,13.室溫下，在g水中能溶解.g的Ag2CrO4,求其溶度積 解：Ag2CrO4 = 2Ag+ + CrO4-,某溶液含.mol.

14、kg-1的Cl-和. mol.kg-1的CrO4-，如果想該溶液中慢慢加入Ag+,哪種沉淀先產(chǎn)生，當(dāng)?shù)诙N離子產(chǎn)生沉淀時(shí)，第一種離子濃度是多少？ 解：查表得知： 當(dāng)Ag2CrO4沉淀時(shí) 此時(shí),第四章,2.現(xiàn)有三種氧化劑 H2O2，Cr2O72-, Fe3+試從標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)分析，要使含Cl-, Br-,I-的混合物溶液中的I-氧化為I2而Cl-, Br-卻不發(fā)生變化，選用哪種氧化劑合適。 解：查表得知： 選用Fe3+/Fe2+電隊(duì)最合適。,.已知反應(yīng)MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O fGm -447.2 0 -228.1 -237.1 試求出此反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)？ 解

15、：,4.將錫和鉛的金屬片分別插入含有該金屬離子的鹽中，組成原電池 (1) m(Sn2+) = 1mol.kg-1 m(Pb2+) = 1mol.kg-1 (2) m(Sn2+) = 1mol.kg-1 m(Pb2+) = 0.01mol.kg-1 計(jì)算它們的電動(dòng)勢(shì)，分別寫出電池的符號(hào)表示式，兩極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式 解：（1）查表得知： （Pb2+/Pb) = -0.1262 （Sn2+/Sn)= -0.1375 E = E= （Pb2+/Pb)-（Sn2+/Sn) = -0.1262-(-0.1375) = 0.0113V,.試寫出下列各電池的電極反應(yīng)、電池反應(yīng)、并計(jì)算電池的電動(dòng)勢(shì)。 解：,8

16、、參考標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表，分別選擇一氧化劑能氧化（1）Cl-成Cl2 (2)Pb成Pb2+, (3) Fe2+成Fe3+.同樣分別選擇一還原劑能夠還原（1）Fe2+成Fe,（2）Ag+成Ag, (3) Mn2+成Mn 解：氧化劑（1）MnO2 (2)Cl2 (3)Cr2O72- 還原劑（1）Zn (2) Fe (3) Al,10. 用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)判斷并解釋： （1）將鐵片投入CuSO4溶液時(shí)，F(xiàn)e被氧化為Fe2+還是Fe3+。 （2）金屬鐵和過量氯反應(yīng)，產(chǎn)物是什么。 （3）下列物質(zhì)中哪個(gè)是最強(qiáng)的氧化劑，哪個(gè)是最強(qiáng)的還 原劑。 MnO4- , Cr2O72- , I-, Cl-, Na+, HNO3

17、,鐵只能被氧化為Fe2+,鐵可以被氧化為Fe+ (3):最強(qiáng)的氧化劑為MnO4-,最強(qiáng)的還原劑為I-,11.由標(biāo)準(zhǔn)鈷電極和標(biāo)準(zhǔn)氯電極組成原電池，測(cè)得其電動(dòng)勢(shì)為1.63V, 此時(shí)鈷電極為負(fù)極?，F(xiàn)在已知氯的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為1.358V問（1）此反應(yīng)的方向如何。（2）鈷標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是多少（3）當(dāng)氯氣壓力增大或減小時(shí)，電池電動(dòng)勢(shì)將發(fā)生再樣的變化。（4）當(dāng)Co2+離子濃度降低到0.01mol.kg-1,電池電動(dòng)士任何變化。,解：（1）反應(yīng)方向?yàn)椋?Co + Cl2 =Co2+ + 2Cl-,當(dāng)氯氣壓力增大或減小時(shí)，電池電動(dòng)勢(shì)將相應(yīng)地增大或減小。 當(dāng)Co2+離子濃度降低到0.01mol.kg-1,電池電動(dòng)相

18、應(yīng)增加。,12下面反應(yīng)從標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)值分析，應(yīng)向哪一方向進(jìn)行？ MnO2 + 4Cl- + 4H+ = MnCl2 + Cl2 + 2H2O 實(shí)驗(yàn)室是根據(jù)什么原理,采用什么措施使它產(chǎn)生Cl2氣的？試根據(jù)方程式說明。 解：（+）MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O （-）2Cl- -2e = Cl2,強(qiáng)酸性的濃鹽酸既可以增加錳電對(duì)的電極電位，還可以降低氯電對(duì)的電極電位，使反應(yīng)正向進(jìn)行。,.（）試從Ag+Ag和Fe3+,Fe2+Pt的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，計(jì)算反應(yīng) Ag + Fe3+ = Ag+ + Fe2+ 的平衡常數(shù)K (2)設(shè)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)過量的Ag和m(Fe(NO3)3)= 0.

19、1mol.kg-1的Fe(NO3)3溶液反應(yīng)，求平衡時(shí)溶液中Ag+的濃度（平衡時(shí)，m(Ag+)=m(Fe2+)。 解：,（）設(shè) m(Ag+) = m(Fe2+) = x,15.(1) 應(yīng)用半電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，計(jì)算下面反應(yīng)的平衡常數(shù)和所組成的電池的電動(dòng)勢(shì)（）等量mol.kg-1的Fe3+和mol.kg-1的I-溶液混合后，電動(dòng)勢(shì)和平衡常數(shù)是否變化？（借助于能斯特方程式來說明，不必計(jì)算注意溶液中，m(Fe3+) 1,但其濃度很?。〧e3+ + I- = Fe2+ + 1/2I2 解： 電池反應(yīng) Fe3+ + I- = Fe2+ + 1/2I2,（2）等量mol.kg-1的Fe3+和mol.k

20、g-1的I-溶液混合后， Fe3+ + I- = Fe2+ + 1/2I2 反應(yīng)前. 隨著反應(yīng)的進(jìn)行， 電極電位在不斷降低，而,在不斷增大，原電池的電動(dòng)勢(shì)在不斷減小，直到兩個(gè)電對(duì)的電極電勢(shì)相等。而平衡常數(shù)不變。因?yàn)?將Ag電極插入AgNO3溶液中，銅電極插入m(Cu(NO3)2)=0.1mol.L-1的Cu(NO3)2溶液中，兩電極相連，在Ag半電池中加入過量HBr以產(chǎn)生AgBr沉淀，并使AgBr飽和溶液中m(Br-)=0.1mol.L-1,這時(shí)測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)為.V,Ag電極為負(fù)極，試計(jì)算AgBr的溶度積常數(shù)。 解：,已知 解：電池電動(dòng)勢(shì),某溶液中含有m(CdSO4)=10-2mol.kg-1

21、的CdSO4， m(ZnSO4)=10-2mol.kg-1的ZnSO4,把該溶液放在兩個(gè)鉑電極之間電解，試問： （）哪一種金屬先沉積在陰極上； （）當(dāng)另一種金屬開始沉積時(shí)，先沉積的金屬離子剩余濃度為多少；,在oC，溶液pH=7,H2在Pt上的超電勢(shì)為.V,O2和Cl2在石墨上的超電勢(shì)為.V和.伏，P(Cl2)=P(O2)=P(H2)=100kPa時(shí)，外加電壓使上述電解發(fā)生電解作用,在鐵被腐蝕的電池中，若鐵塊上兩點(diǎn)差別僅是氧氣的濃度不同，其中一點(diǎn)氧的分壓為kPa,另一點(diǎn)為. kPa，則這兩點(diǎn)之間氧的電勢(shì)差是多少？,第五章,.今有個(gè)電子，對(duì)每個(gè)電子符號(hào)量子數(shù)取值要求的數(shù)值填入下表空格處,.下列各組

22、量子數(shù)中，哪些是不合理的（寫出正確的組合）為什么,試通論某些多電子原子，在第四層上以下各問題： （）能級(jí)數(shù)是多少，請(qǐng)用符號(hào)表示出來 1s,2s2p,3s3p, 4s3d4p,四個(gè)能級(jí) （）各能級(jí)上的軌道數(shù)是多少，該能級(jí)上的軌道總數(shù)是多少 s 一個(gè)(s) 2s一個(gè) (2s +2px+2py+2pz) 2p三個(gè) 3s一個(gè) (3s +3px+3py+3pz) 3p三個(gè) 4s一個(gè) 3d五個(gè)(4s+3個(gè)p+個(gè)d) 4p三個(gè),(3)那些是等價(jià)軌道，請(qǐng)用圖形表示出來， np:px, py, pz Nd: dxy,dyz,dzx,dz2,dx2-y2 Nf: (4)最多能容納多少個(gè)電子 n2 = 218 =

23、36 (5)請(qǐng)用波函數(shù)符號(hào)表示最低能級(jí)上的電子,用量子數(shù)表示f亞層上的電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， n = 4, l = 3, m = 0, 1, 2, 3, ms = 1/2 試寫出Al(13), V(23), Bi(83)三種元素原子的電子分布，（先按能級(jí)順序，再重排），+價(jià)離子的電子分布式，并在重排后的原子的電子分布式中用橫線標(biāo)出原子的價(jià)點(diǎn)分布式,在下列原子的電子分布式中，哪一種屬于基態(tài)，哪一種屬于激發(fā)態(tài)，哪一些是錯(cuò)誤的，,.將具有下列各組量子數(shù)的電子，按其能量增大的順序進(jìn)行排列（能量基本相同的以等號(hào)相連） 答：（）（）（）（）（）（）（）,填寫下表,20填寫下表,.若某元素最外層僅有一個(gè)電子，該電

24、子的量子數(shù)為n = 4, l = 0, m =0, ms = +1/2,問： （）符合上述條件的元素可以有幾個(gè)，原子序數(shù)各為多少， （）寫出相應(yīng)元素原子的電子分布式，并指出它在周期表中的位置,試計(jì)算第三周期Na, Si, Cl三種元素原子對(duì)最外層一個(gè)電子的有效核電荷，并說明對(duì)元素金屬性和非金屬性的影響 答：,計(jì)算氯和錳原子對(duì)外層一個(gè)電子的有效核電荷，利用計(jì)算結(jié)果，聯(lián)系它們的原子結(jié)構(gòu)，解釋為什么錳和氯的金屬性不相似,下列各對(duì)元素中，哪些原子半徑較大，說明理由 （）Mg和S, (2)Br和Cl, (3)Zn和Hg, (4)K和Cu 答：,在下列各對(duì)元素中，哪些的電離能較高，說明理由，S與P, Al

25、與Mg, Sr與Rb, Cu與Zn, Cs與Au, Rn與Pt 答：,第六章,根據(jù)電負(fù)性數(shù)據(jù)指出下列兩組化合物中，哪些化合物鍵的極性最小，哪個(gè)化合物的極性最大，,畫出寫列分子的鍵價(jià)結(jié)構(gòu)式 PH3, BBr3, SiH4, CO2, HCH, OF2, SF6, H2O2,習(xí)題.,第七章,6、在濃度為.mol.kg-1de的Ag(NH3)2+溶液中，已測(cè)得平衡濃度為m(NH3)=1.0.mol.kg-1,求溶液中游離態(tài)Ag+離子的濃度. 解：離解反應(yīng)式 Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3 平衡濃度.x,9.在有氯化銀沉淀的試管中加入過量的氨水，沉淀消失。將此溶液分為兩份，一份中加入氯化鈉溶

26、液少許，無變化；另一份加入碘化鉀溶液少許，則出現(xiàn)沉淀。解釋以上現(xiàn)象，并寫出有關(guān)反應(yīng)方程式（所有數(shù)據(jù)自己查找）。,而ksp(AgBr)=5.3510-12,氣體常數(shù)的測(cè)定,化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的測(cè)定,化學(xué)反應(yīng)速率,電化學(xué),實(shí)驗(yàn)五無機(jī)化合物,答：,分光光度法測(cè)定溴百里酚藍(lán)的解離常數(shù),現(xiàn)代化學(xué)分析技術(shù),氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、 原理框圖 1、氣相色譜儀的主要作用是： 分離 2質(zhì)譜儀的主要作用是； 分子量的測(cè)定 常用的載氣有He,H2,N2 3.片中實(shí)例是甲苯苯,紅外光譜儀,、樣品池的選用與什么有關(guān) 答：與 樣品狀態(tài)有關(guān) 2、固體樣品要 如何操作 答：烘干，壓片 3.片中的 分析實(shí)例是什么 答：苯甲醛,紫外可

27、見光譜儀,核磁共振儀,（）除氫譜外，還有什么譜 （）除了一維譜外，還有幾維譜 （）片中分析的實(shí)例是,原子發(fā)射光譜儀,（）主要用于元素的什么分析 （）片中分析的實(shí)例是：,原子吸收光譜儀,X-射線衍射儀,（）、我國(guó)科學(xué)家首次測(cè)定的結(jié)構(gòu)是什么 （）、片中分析的實(shí)例是， （3）該例的晶體結(jié)構(gòu)是：,Chapter 1 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ) Primary conception of chemical thermodynamics 熱力學(xué):是研究能量相互轉(zhuǎn)換過程中所遵循的規(guī)律的科學(xué). 化學(xué)熱力學(xué):是熱力學(xué)在化學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用的一門學(xué)科.,1- 1 熱力學(xué)第一定律與反應(yīng)熱 1- 2 熱力學(xué)第二定律與反應(yīng)方向 1- 3

28、 化學(xué)平衡 1- 4 化學(xué)平衡的移動(dòng),1-1 熱力學(xué)第一定律與反應(yīng)熱 （一）基本概念 1、體系與環(huán)境 體系：被研究的對(duì)象. 環(huán)境：與體系相關(guān)的, 影響所能及的部分., open system, closed system, isolated system,2、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 狀態(tài)：體系物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合體現(xiàn)，反應(yīng)一定條件下體系存在的形式。 狀態(tài)函數(shù)：描述系統(tǒng)性質(zhì)的物理量，反應(yīng)某一性質(zhì)，,特點(diǎn)： 唯一確定性； Z與途徑無關(guān)； 有強(qiáng)度T, p, d; ；廣度(容量)性質(zhì) V, , n, U, H, S, G. 3、熱與功： 定義：Q體系與環(huán)境因溫度不同交換的能量(Q); 體系吸熱：Q 0 體

29、系放熱： Q 0 W體系與環(huán)境之間除熱以外，以其他形式傳遞的能量。,體系對(duì)環(huán)境做功：W 0 特點(diǎn)：與途徑有關(guān). 體積功的計(jì)算： 一般 W = W體積+ W非體積(其他功) W體積(W) ,W非體積 (W)，如機(jī)械功、電功等。,W體積=- f外dl =- ( f外/A)Adl = - p外dV,非恒外壓過程,e.g. 一定量的氣體體積為10L，壓力為100kPa，此氣體按以下三種方式恒溫膨脹到50kPa，問各做多少體積功？ (1) 一次膨脹，外壓恒定。 (2) 經(jīng)過兩次膨脹，第一次外壓恒定為75kPa，膨脹到75kPa；第二次外壓恒定為50kPa，膨脹到50kPa。 (3) 經(jīng)過無窮多次膨脹。,

30、解：（1）恒溫 T1=T2,下 p1V1= p2V2 V1=10L p1=100 kPa ； p2 =50 kPa V2= p1V1/p2 =10010/50 = 20 L W體= - p外V = - p外（V2-V1）= -50（20-10）= -500J （2）第一次 T1=T2 , V1=10L p1=100kPa； p2=75kPa V2= p1V1/p2 =10010/75=13.3 L W體1= - p外V= - p外（V2-V1）= -75（13.3-10）= -249.75 J,第二次 T3=T2, V2=13.3 L p2=75kPa ； p3=50kPa V3= p2V2/

31、p3 =7513.3/50 = 20 L W體2= - p外V= - p外（V3-V2）= -50（20-13.3）= -333.5 J,W體= W體1+ W體2= -249.75-333.5 = -583.25 J,習(xí)題 2、3、6、8、,W體= - p外V = -(nRT/V - p ) dV,(二)、熱力學(xué)第一定律(First law of thermodynamics) 1.熱力學(xué)能與熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)能(內(nèi)能)U：體系內(nèi)部能量的總和(核, e, 振, 轉(zhuǎn), 平動(dòng)等 ).是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)。 熱力學(xué)第一定律(能量守恒定律) ： 孤立體系： U = 0 or U= const. 封閉體系

32、： U= Q+ W,2、熱力學(xué)能與恒容反應(yīng)熱 恒容 dV=0, W體積=0、W =0: So U=QV 3、焓與恒壓反應(yīng)熱 將熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于恒壓過程，且體系只做體積(W=0),U =Q + W體,W體 = - p外 V,U = Q - p外 V,Qp = U + p外V 令H = U + pV Qp = H2 H1= H,封閉體系在恒壓、且不做其它功過程中，體系吸熱量Qp在數(shù)值上等于焓增加量H 。 注明（Noting） a.H 無明確的物理意義，也難知其絕對(duì)大小；H=U+PV b.體系只能做體積功。如原電池放電時(shí)H Qp c.不表示只有恒壓過程才有焓變H。,4、熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生

33、成焓,熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)： 氣體：壓力在標(biāo)準(zhǔn)壓力p =100kPa； 純液體、純固體：p =p 下的 純液體、純固體； 溶液中的離子：p =p ，質(zhì)量摩爾濃度m =1molkg-1； 化學(xué)反應(yīng)：各物質(zhì)分別處于各自的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(rH).,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(100 kPa)和T K下，任何穩(wěn)定單質(zhì)的焓fHm,T 規(guī)定為零，稱為標(biāo)準(zhǔn)焓。 f Hm,T(穩(wěn)定單質(zhì))= 0 與之比較，得化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成焓(生成熱)：,定義：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和298.15 K下,由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物的熱效應(yīng)該化合物在298.15 K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)生成生成焓,符號(hào)fHm,298 . fHm,298中，下標(biāo)f生成 Format

34、ion；mmol；298溫度；上標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 如：,298.15 K時(shí)，教材P278 附錄一 其中，“aq”代表水合離子，“c”代表Crystal，s，l ,C(石墨)+O2(g) = CO2(g) rHm,298=-393.5kJmol-1 是 CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓fHm,298(CO2) 而： CO(g)+0.5O2(g) =CO2(g) Hm,298=-283.0kJmol-1 不是CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) Hm,298=-571.7 kJmol-1 不是液態(tài)水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,注意區(qū)分有關(guān)焓的符號(hào)： H, H, fH, H, rH,

35、 fHm,298 (三) 熱化學(xué)(Thermochemistry) 用熱力學(xué)定律，定量研究化學(xué)反應(yīng)中熱效應(yīng)的科學(xué)。,1.反應(yīng)熱效應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)過程中，吸熱或放熱的現(xiàn)象 . 實(shí)質(zhì)： 舊鍵斷裂新鍵生成，鍵能不同。,2.熱化學(xué)方程式與反應(yīng)進(jìn)度 ： 如：H2(g) + 0.5O2(g) = H2O(g) rHm = 241.8 kJmol-1 注意： 條件(T, p), rH(T); 物質(zhì)狀態(tài) 物質(zhì)的計(jì)量數(shù)B平衡； 與方程式一一對(duì)應(yīng),下標(biāo)“m”代表rHm的單位為 kJmol-1 mol-1表示 1 mol反應(yīng)或反應(yīng)進(jìn)度 =1 mol,如: O2(g) + 2H2(g) = 2H2O(g) 始態(tài)I (nB

36、 /mol) 2 10 0 終態(tài)II (nB /mol) 1.5 9 1 定義反應(yīng)進(jìn)度(extent of reaction)： 其中：計(jì)量數(shù)B0(產(chǎn)物), B0(反應(yīng)物)，無量綱. 即： (H2O)=+2; (O2)= -1; (H2)=-2,說明： B無量綱，nB為mol, 的量綱為 mol = 1 mol, 表示 nB與各物質(zhì)B的計(jì)量數(shù)相等, 稱反應(yīng)進(jìn)行的程度為 摩爾反應(yīng) 或 1mol的反應(yīng),因此,反應(yīng)的摩爾焓變r(jià)Hm值隨反應(yīng)式的寫法而不同： H2(g)+0.5O2(g) = H2O(g) rHm = 241.8 kJmol-1 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) rHm =

37、 483.6 kJmol-1,3、蓋斯定律(.ecc / Hess,1840年實(shí)驗(yàn)總結(jié))無論反應(yīng)是一步或分步完成的，該反應(yīng)的熱效應(yīng)相同.或：反應(yīng)的總熱效應(yīng)是各分步熱效應(yīng)之和。,O2(g) +2H2(g) = H2O(g) 10 0 1.5 9 1,例： C(s)(graphite)+ O2(g)= CO2(g) rHm (1) C(s)(graphite) + 0.5O2(g) = CO(g) rHm (2) CO(g) + 0.5O2(g)= CO2(g) rHm (3) 因?yàn)椋悍磻?yīng) (1) = (2) + (3) 所以：rHm (1) = rHm (2) + rHm (3) = -110.

38、5 + (-283.0) = -393.5 (kJmol-1) 欲計(jì)算反應(yīng)：C(s) + 0.5O2(g) = CO(g) 的rHm (2) rHm (2)= rHm (1) - rHm (3) 而(1)、(3)為C和CO的完全燃燒，數(shù)據(jù)容易直接測(cè)定,故： rHm (2) =rHm (1) - rHm (3) = -393.5 (-283.0) = -110.5 (kJmol-1),注意： H 是容量性質(zhì)，與物質(zhì)的量有關(guān)，式中計(jì)量數(shù)B 不能少 rHm 代表 =1mol的反應(yīng)焓變，故單位總為 kJmol-1 一般地： aA + bB = gG + hH 即： rHm =bfHm (產(chǎn)物) - b

39、 fHm (反應(yīng)物) 反應(yīng)焓變等于反應(yīng)產(chǎn)物的生成焓之和減去反應(yīng)物態(tài)物質(zhì)的生成焓之,一般地： aA + bB = gG + hH rHm (298.15K) rHm(1) rHm(2) aA + bB = gG + hH rHm (TK) rHm (TK) = rHm(1) + rHm (298.15K)+ rHm(2) 而 rHm(1)=(CA(A) +Cp(B)(T- 298.15) rHm(2)=(Cp(g) +Cp(H)(T- 298.15) 所以 rHm (TK) = rHm (298.15K) + (CA(A) +Cp(B)(298.15-T) -(Cp(H)+Cp(G) (T-29

40、8.15)/1000,rHm (TK) = rHm (298.15K) + Cp (298.15-T) /1000 較之于rHm (298.15K) ， Cp (298.15 -T) /1000很小，可以不計(jì). 例.1: 計(jì)算反應(yīng) Fe(s) + H2O2(l) Fe3O4(s) + H2O(l) 在298 K的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變. 解： 反應(yīng) 3Fe(s) + 4H2O2(l) = Fe3O4(s) + 4H2O(l)(配平) fHm /kJmol-1 0 -187.8 -1118.4 -285.8 (查表) 由蓋斯定律： rHm(298)=1(-1118.4)+4(-285.8) 0+4(-18

41、7.8) = -1510.4 (kJmol-1) 答：該反應(yīng)在298 K的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變(Qp)為-1510.4 kJmol-1。,4、燃燒熱（Combustion and respiration) 大多數(shù)有機(jī)化合物,不能由穩(wěn)定單質(zhì)合成, 但都可燃燒,且都生成已知的幾種穩(wěn)定產(chǎn)物：H2O、CO2、SO2、N2等 物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓(Molar combustion heat) 在任意溫度T及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，1mol物質(zhì)完全燃燒，變成規(guī)定的已知產(chǎn)物H2O(l)、CO2、SO2、N2的焓變，為物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 如: 苯胺C6H5NH2(l)在298 K下的標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓，定義為下列反應(yīng)的rHm:,習(xí)題:

42、2, 3, 6, 8, 10,e.g 在一定條件下，當(dāng) c(C2O42-) = 0.16mol.L-1的酸性草酸溶液25mL與 c(MnO4-)=0.08mol.L-1的高錳酸鉀溶液20mL完全時(shí)，由量熱試驗(yàn)得知，該反應(yīng)放熱1.2kJ,試計(jì)算該反應(yīng)的摩爾焓變,解：該化學(xué)反應(yīng)方程式為:,1-2 熱力學(xué)第二定律與反應(yīng)方向（Second law of thermodynamics and reaction direction） (一) 熱力學(xué)第二定律 1、自發(fā)過程和熱力學(xué)第二定律 自發(fā)過程：在一定條件下, 體系不借助于外力即可進(jìn)行的過程。 如：水流，電流，物體,兩種氣體混合時(shí)直到均勻混合 特點(diǎn)：1)

43、 方向性； 2) 可做功； 3）有限性達(dá)到平衡狀態(tài)。,基于自發(fā)過程總結(jié)出了能量減小原理和熵增原理，然后歸納上升為熱力學(xué)第二定律。 2、能量減小原理:體系在一定條件下總是自發(fā)地把能量釋放出來，使勢(shì)能降低E原理 如：水 高低，物體 高低，電流 電勢(shì)高低 一個(gè)化學(xué)反應(yīng),勢(shì)能,即過程(反應(yīng)物產(chǎn)物)的rH 0,因此，用E原理可以：判斷反應(yīng)方向： rH 0 自發(fā) rH 0 不自發(fā),如： SiO2(s) + 4HF(g)= SiF4(g)+ 2H2O(g)rHm =-166.3 kJmol-1 SiO2(s)+ 4HCl(g)=SiCl4(g)+2H2O(g) rHm = 87.6 kJmol-1 但是也有

44、例外 如：KNO3(s) + 水 溶液 自發(fā)無疑，但吸熱(H 0) 又如：CaCO3(s)= CaO(s)+ CO2(g) rHm298 =177.6 kJmol-1 在850時(shí)自發(fā)進(jìn)行！ rHm(1123)rHm(298)=177.6 又如兩種氣體混合為自發(fā)過程，但熱效應(yīng)(H = 0) 違反E原理的過程也自發(fā)！ Why?,3、熵增大原理(principle of Entropy increasing) 1) 定義: 熵(Entropy)S: 體系的混亂度( ),熵(Entropy)S 是體系混亂度的度量: 熱力學(xué)體系是由大量微觀粒子組成的，微觀粒子的性質(zhì)會(huì)反映到體系的宏觀性質(zhì)上來.,如: 1

45、.微觀粒子的動(dòng)能,如：2.微觀粒子的沖量,微觀粒子狀態(tài)數(shù)（混亂度）對(duì)應(yīng)的宏觀參量熵 S！ 設(shè)想理想氣體T 、 V ，且將 V均分左右兩部分。若體系有4個(gè)分子在 V中分布列表： 分布方式 微觀狀態(tài)數(shù) 出現(xiàn)幾率 abcd0 1 4! / 4! 0! 1/16 abc d 4 4! / 3!1! 4/16 abcd 6 4!/ 2!2! 6/16 abcd 4 4!/ 3!1! 4/16 0abcd 1 4!/ 4!0! 1/16,宏觀體系總 =4：0 +3：1+2：2+1：3+0：4=16 =24 對(duì)熱力學(xué)體系如1mol氣體6.0231023個(gè)分子,仍然以均勻分布3.01151023:3.0115

46、1023微觀狀態(tài)數(shù)最多, 最可幾分布。 對(duì)于理想氣體分子空間分布的最可幾分布就是均勻分布。 孤立宏觀體系熱力學(xué)平衡狀態(tài)就是最可幾分布狀態(tài), 對(duì)應(yīng)的微觀狀態(tài)數(shù)最多, 孤立體系達(dá)到平衡時(shí),熵值最大 k-玻爾茲曼常數(shù) 因此,體系狀態(tài)一定,混亂度一定(微觀狀態(tài)數(shù)一定),熵值一定。熵S是狀態(tài)函數(shù)。,2) 熱力學(xué)第三定律(The third law of thermodynamics)： 純物質(zhì)完整晶體在0K時(shí)的熵值為零 S0(完整晶體，0 K) = 0,由此可見，熵的物理意義是體系混亂程度大小的量度。 體系的微觀狀態(tài)數(shù) ，即混亂度，S 自然，S 是狀態(tài)函數(shù), 且有絕對(duì)數(shù)值。 (附錄一, 298.15 K

47、下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵 ) 一般, S 的相對(duì)大小: g l s; 高T 低T; 低p 高p 軟硬 S(C石墨) S(C金剛石),復(fù)雜分子簡(jiǎn)單 S(O3) S(O2) e多e少 S(Ar) S(Ne) 混合物純凈物 3) 可逆過程與熵變：指體系內(nèi)、外強(qiáng)度性質(zhì)(T,p等)相差無窮小，無限緩慢進(jìn)行的過程。,如例題. 解：（1）恒溫 T1=T2,下 p1V1= p2V2 V1=10L p1=100 kPa ； p2 =50 kPa V2= p1V1/p2 =10010/50 = 20 L W體= - p外V = - p外（V2-V1）= -50（20-10）= -500J,（3）恒溫 T1=T2,下 p1V

48、1= p2V2,體系(1),環(huán)境 （）,孤立體系（）,體系 （3） 環(huán)境 （3） 孤立體系 （3）,4) 熵增大原理與反應(yīng)方向 人們發(fā)現(xiàn)，體系總是力圖向混亂度增大的方向變化。 如： KNO3(s) + 水 溶液 H 0 S 0 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) rHm 0 rSm0,如果H = 0，則S 0 可用于判定過程方向，即：熱力學(xué)第二定律 熵判據(jù)： S孤立 0 自發(fā)； S孤立= 0 可逆/平衡； S孤立 0 不可能進(jìn)行 對(duì)于封閉體系， S孤立 = S封閉 + S環(huán)境 而環(huán)境的熵變很容易計(jì)算：,若封閉體系,則,用以上兩個(gè)原理判斷方向很不方便. 因?yàn)? E原理成立, 則

49、要 （封閉體系） S原理成立, 則要 （孤立體系）,絕大多數(shù)情況 并非如此。 為此，1875年Gibbs(美)提出了一個(gè)新的狀態(tài)函數(shù)G 定義：G =H - TS (Gibbs 函數(shù),自由能/free energy) 在恒溫、恒壓條件下：G = H -TS Gibbs公式 若一個(gè)反應(yīng)中各物質(zhì)分別都處于各自的標(biāo)準(zhǔn)態(tài), 同樣有 rGm= rHm T rSm 則明確解決“反應(yīng)方向”的判定 創(chuàng)新,(二) 吉布斯函數(shù)變化rG與反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向 1、吉布斯函數(shù)判據(jù) 體系在恒溫、恒壓，W = 0的條件下： rG 0 非自發(fā)過程 2、G 的計(jì)算 1) 任意溫度下，吉布斯公式 rGm(T )= rHm- TrS

50、m 2) 298 K下，查表：,aA + bB = gG + d D H(298),aA + bB = gG + d D H(T),注意：普化中近似: H(T)H(298K), S(T)S(298K) Why ?,3、G 的性質(zhì) 1) G 是狀態(tài)函數(shù)，G 與變化途徑無關(guān) 2) G 是體系可以做有用功的量度：H = G + TS 體系吸熱, 一部分用于做有用功, 另一部分消耗于增加混亂度 3) G 是自發(fā)過程的推動(dòng)力: G越負(fù), 反應(yīng)自發(fā)趨勢(shì)越大; 若G=0，則推動(dòng)力=0，體系達(dá)平衡，宏觀過程停止。,4) 與rHm、rSm一樣，rGm是容量性質(zhì)，應(yīng)與反應(yīng)方程式配套(系數(shù))，即與物質(zhì)的量有關(guān)： H

51、2(g) + 0.5O2(g) = H2O(g) rGm= -228.6kJmol-1 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) rGm= -457.2 kJmol-1 5) rGm 不隨反應(yīng)的進(jìn)行(反應(yīng)進(jìn)度)而變化,因?yàn)橐阎该? 第一 = 1 mol 第二 各物質(zhì)分別都處于各自的標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 6) T 對(duì) rGm 的影響大直線關(guān)系 rGm = rHm - TrSm 習(xí)題 16, 19, 21, 23,4.因此Gibbs公式的應(yīng)用,1) 溫度可以改變反應(yīng)方向： rGm(T )= rHm- TrSm 若rHm與rSm同號(hào)，則rGm(T)可變號(hào)，可通過改變溫度使反應(yīng)方向改變：,2) 計(jì)算反應(yīng)可進(jìn)

52、行的溫度 例：判斷298K時(shí)碳酸鈣能否分解, 計(jì)算燒制石灰的溫度。 解：對(duì)于反應(yīng) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 查得 fHm/kJmol-1 -1207.6 -634.9 -393.5 Sm/JK-1mol-1 91.7 38.1 213.8 由Gess定律得：rHm=(-634.9393.5)(-1207.6) =179.2 (kJmol-1) 同理得： rSm= 38.1+ 213.891.7 =160.2(JK-1mol-1) 由 Gibbs公式: rGm = rHmTrSm 得： rGm,298=179.2298.15160.210-3 =131.4 (kJmo

53、l-1),反應(yīng)的rGm,2980，表明常溫下CaCO3(s)不分解，,由于rHm 與 rSm 同號(hào)(0)，T時(shí)，rGm,T 設(shè) 溫度為T 時(shí) rGm,T = 0， 則: T = rHm / rSm 即 反應(yīng)剛好能自發(fā)進(jìn)行的溫度(對(duì)應(yīng)rGm,T = 0)為： T = 179.2103Jmol-1/160.2JK-1mol-1 =1118.6K( 845.5) 答：碳酸鈣在常溫下不能自動(dòng)分解,當(dāng)溫度高 845.5時(shí)，碳酸鈣將在標(biāo)準(zhǔn)壓力下分解。 3) 計(jì)算正常相變溫度 正常相變: 物質(zhì)在外壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓patm下的平衡相變 相變=平衡相變兩相共存推動(dòng)力G0,因此：,(三) 非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下化學(xué)反應(yīng)的方向

54、 rGm與rGm的關(guān)系 對(duì)于各物質(zhì)為任意狀態(tài)的反應(yīng)： aA + bB = gG + dD 在一定溫度T(恒溫)下，有(化學(xué)反應(yīng)等溫式)：,表示和用于計(jì)算在一定溫度、任意濃度/分壓條件下反應(yīng)的方向(趨勢(shì)/推動(dòng)力)。顯然 rGm，T 0 反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行. 其后, 如果rGm 0 當(dāng)Q 較大時(shí)，仍然可以保證rGm 0, 反應(yīng)可進(jìn)行很徹底,如果rGm 0： 一般當(dāng) rGm 42kJmol-1 要使rGm0 即 RTlnQ -42 kJmol-1, Q298 4.410-8 難見產(chǎn)物！ 而當(dāng) 0 rGm 42kJmol-1,Q 1,但不太小(4.410-81),可通過及時(shí)分離產(chǎn)物的方式使反應(yīng)進(jìn)行，如合成

55、氨 當(dāng)然，當(dāng)rGm 42kJmol-1 反應(yīng)可以進(jìn)行，必須增加分離工序/改變條件。 習(xí)題中一般要求回答反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下能否自發(fā)，則仍然以rGm 的符號(hào)為依據(jù)(0)。,1-3. 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度-化學(xué)平衡 (一) 化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 一定溫度下，對(duì)于已經(jīng)達(dá)到平衡的(氣體)反應(yīng)： a A + b B = g G + d D,對(duì)于溶液反應(yīng)：a A(aq) + b B(aq)= g G(aq) + d D(aq) 同樣有,稱標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù). 表示: 1)常數(shù)；2) pB變KT不變,由于peq、meq都與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)比較，故稱標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 特點(diǎn)：都使用相對(duì)分壓或相對(duì)濃度,且為eq.的數(shù)值 注意： 1) K

56、T與溫度有關(guān). 2) 純物質(zhì)相對(duì)濃度總為1, 因此不寫入 3) KT無量綱(量綱為1).,在一定溫度下，如果反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，則有,(二) rGm與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KT 化學(xué)反應(yīng)等溫方程：,所以：,用于rGm(T )與KT 的相互計(jì)算 但注意: 溫度T 時(shí)的rGm(T)必須用Gibbs公式計(jì)算: rGm(T) = rHm,298-TrSm,298 2) 注意單位統(tǒng)一：rGm為kJmol-1，RT為 Jmol-1(K-1) 3) KT 以及rGm(T)的大小與反應(yīng)方程式通乘系數(shù)有關(guān)。,(三) 平衡常數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算,例：已知某反應(yīng)的rHm,298= 80kJmol-1，rSm,298=200 JK-1m

57、ol-1，試計(jì)算該反應(yīng)的rGm,298以及在800K的K 解：由Gibbs公式：rGm=rHm-TrSm 得： rGm,298 =80103-298200 =20.4(kJmol-1) 0 800K時(shí)， rGm,800 =80103-800200 = -80.0(kJmol-1),1-4 化學(xué)平衡的移動(dòng) (一) 濃度、總壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響 T 不變 由等溫方程：rGm,T = rGm,T+ RT lnQ = - RT lnKT + RTlnQ rGm,T = RTln(Q/KT),rGm,T = RT ln(Q/KT) 1) 當(dāng)Q KT 時(shí)，Q/KT 1，ln項(xiàng)0，rGm,T 0 未達(dá)平衡，可逆反應(yīng)正向進(jìn)行 2) 當(dāng)Q = KT 時(shí)，Q/KT =1，ln項(xiàng) = 0，rGm,T = 0 已達(dá)平衡，可逆反應(yīng)宏觀上不進(jìn)行 3) 當(dāng)Q KT時(shí)，Q/KT1，ln項(xiàng)0，rGm,T 0 超過平衡，可逆反應(yīng)自動(dòng)逆向進(jìn)行 所以，對(duì)已經(jīng)達(dá)到平衡的體系： 1、濃度(分壓)的影響：,增加反應(yīng)物 增加產(chǎn)物 減少反應(yīng)物 減少產(chǎn)物,Q KT，反應(yīng)正向進(jìn)行,Q KT，反應(yīng)