物理化学Lesson1718 化学平衡.doc

物理化学教案类别说明内容编号按施教的顺序标明序号17、18教学课型选择相应的教学课型理论课实验课习题课题目标明章、节或主题第五章 5.4、5.5教学目标包括掌握知识技能和发展学生能力思想1、理解和掌握范特霍夫等温方程与平衡常数的计算；2、平衡常数的各种表示方法。重点难点大纲要求的重点及难度较大的难点掌握温度和其它几种因素对标准平衡常数的影响及范特霍夫方程教学方法教学的方式、手段讲授指导讨论示教课后作业通过反馈客观评估教学目标是否达到课后总结反思教学过程中的结构安排和教学方法参考书目列出参考书籍等资料物理化学第五版，傅献彩授课日期本堂课授课的时间20161028第五章 化学平衡5.1-5.3 复习及补充没有达到平衡的化学反应，在一定条件下均有向一定方向（平衡状态）进行的趋势，随着反应的进行，过程推动力逐渐减小，最后下降为零，这是反应达到最大限度，反应系统的组成不再改变，于是达到化学平衡状态。这表明反应总是向着平衡状态变化，达到化学平衡状态，反应就达到了限度。因此，只要找出一定条件下的化学平衡状态，求出平衡组成，那么化学反应的方向和限度问题就解决了。化学平衡指动态平衡；反应并没有停止；正反应速率等于逆反应速率一、 复习1) 化学反应的等温方程以及标准平衡常数；2) 摩尔反应吉布斯函数与化学反应亲和势3) 恒温恒压及非体积功为零的条件，化学反应能否进行，还是达到化学平衡，可用rGm来判断。4) 化学反应亲和势，简称亲和势：定义A = -rGm，物理意义：化学反应亲和势就是在恒温恒压及非体积功为零时化学反应进行的推动力。5) A 0 化学反应能自发进行A = 0 产物及反应物处于平衡状态A K时 rGm 0 A 0 反应不能自发进行（逆向反应自发进行）8) 对于同一化学反应，在书写化学计量式时，若同一物质的化学计量数不同，则rGm不同，因而K。rGm，1=2 rGm，2 ，K1=（K2）2因此不写出化学反应式，只给出化学反应的标准平衡常数是没有意义的。9) 有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应K=（PegB（g）VB PB（g）指气态物质分压。10) K可由实验测定平衡组成来求算，也可由rGm来计算。改变原料配比所得K应相同。11) 转化率指转化掉的某反应物占起始反映物的分数。在化学平衡中所说的转化率均指平衡转化率。平衡时反应物转化成产物的百分数。二、 补充5.2,P164理想气体反应平衡常数的不同表示方法1) 平衡常数的表示形式有多种，上节课介绍的标准平衡常数没有量纲，而平衡常数有时具有一定的量纲。K(Pl/P)l(Pm/P)m/(PA/P)a(PB/P)b(PB/P) B (1)式中B表示参加反应各物质的计量数，对于，上式可化为KPllPmm/PAaPBb (P)-(l+m)-(a+b)(PBB)(P)- (2)基于压力平衡常数KP（PB）VB (3)用分压表示的平衡常数与K的关系 KKP(P)- (4)【讲 解】若0，KP就有量纲，其单位为(Pa) -。KP也仅是温度的函数，与系统的压力无关。2) 由于理想气体的分压与系统压力有下列关系：PB=PxB xB为各物质平衡时的物质的量分数。将此式代入(3)式中得：KP(PxB)B =xBBP= Kx P所以物质的量分数表示的平衡常数KxxBBKPP (5)【讲 解】若0，KP就有量纲，Kx不仅是温度的函数，还是总压力的函数，Kx无量纲。注意：KP 、Kx是气相反应的经验平衡常数。3) xB=nB/n总 ，nB为各物质平衡时的物质的量。将此式代入(5)式可得：Kx(nB/n总)B(nBB)n总= Knn总所以 KxKnn总 (6)【讲 解】式中由于物质的量nB与PB 、xB不同，不具有浓度的内涵，因此，Kn不是平衡常数，而是nBB的代表符号。由上式可见，Kn也不仅时温度的函数，还是总压力P和系统中总物质的量n总的函数。Kn具有量纲，其单位为mol。4) KP 、Kx、Kn与标准平衡常数的关系： KKP(P)-= Kx(P/P) = Kn(P/Pn总) (7) 5) 若0，即反应前后总物质的量不变，则KKP = Kx = Kn5.4 温度对标准平衡常数的影响化学平衡是在一定条件下的相对平衡，一旦该平衡条件改变，平衡就要发生移动。本节主要讨论温度对化学平衡的影响。标准平衡常数是温度的函数。一个化学反应如果在不同的温度下进行，其平衡常数是不同的。若想求出其它温度T下的K(T)，就要研究温度对K的影响。一、 范特霍夫方程（Vant Hoff）1) 推导将 代入可得： 移项：等式两边同除以T, 由于： 本式右面与上式左面相等，得到 （8）范特霍夫方程因rGm /T-RlnK，带入上式，整理，得 （9）范特霍夫方程rHm 定压下反应的标准摩尔反应热.2) 物理意义：即为定压下，任意化学反应的标准平衡常数随温度变化的微分形式。3) 对vant Hoff 微分式的定性讨论 当rHm 0，即反应吸热时 K与T的变化趋势一致。温度升高则K增大，对正反应有利 当rHm 0的反应，即反应分子数增加的反应来说，增大压力，平衡将向左移动；CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)增大压力向左进行对 0的反应来说,加入惰性气体，nB增大，则 减小，由于不变，所以 增大，即平衡将向右移动； 0的反应来说，加入惰性气体，nB增大，则 增大， 减小，即平衡将向左移动； 0的反应来说，加入惰性气体，对平衡无影响。 于等温等容条件下， KP = f(T)= Kn(RT/V)，加入惰性气体对此反应无影响。五、 例题体积为2dm3的真空密闭容器内，同时放入4.45gCl2（g）和2.19g和SO2(g)，在463K下，进行Cl2（g）+SO2(g)