物理化学-第五章-化学平衡课件

第五章化学平衡未达到平衡的化学反应有在一定条件下向一定方向前进的倾向，即这种反应过程有一定的推动力。 随着反应的进行，推进力逐渐减小，最后下降到零。 此时，反应达到最大限度，反应体系组成不变，达到化学平衡状态。 这表明反应总是向平衡状态变化，达到化学平衡状态，反应达到了极限。5.1化学反应的方向和平衡条件对于任何一种化学反应，随着反应的进行，各成分的物质量和系统的吉布斯函数发生变化，有时为一定的t、p将反应的进度代入上式进行整理恒温恒压条件下吉布斯函数的标准如下即，反应进行时，反应物自发地生成生成物也就是说，反应不能自发地正向进行即，反应达到平衡。化学反应亲和性aa是状态函数，系统的强度特性。 用a判断化学反应的方向具有“势头”的性质，如下所示A0反应正向进行A0反应向相反方向进行A=0反应达到平衡。5.1理想气体反应的等温方程和标准平衡常数1 .理想气体反应的等温方程恒温恒压理想气体化学反应代入关系式式中，各反应成分处于标准状态时，各反应的进行度的吉布斯函数被称为标准摩尔反应吉布斯函数，用表示。称为压力商理想气体反应的等温方程2 .理想气体反应的标准平衡常数当反应达到平衡时式中用反应的平衡压力商来表示，这称为标准平衡常数。也就是说，只有温度的函数，维数是一个量。有代入标准平衡常数为化学反应等温公式恒温恒压下：反应向右自发进行反应向左自愿进行保持平衡。3 .相关化学反应的标准平衡常数之间的关系一些化学反应之间与线性加成有关时，称之为相关反应。由于吉布斯函数是状态函数，在同一温度下，若干不同的化学反应具有加性，这些反应也具有加性。值得注意的是，对于同样的化学反应，写化学反应式时的计量系数不同的话，摩尔反应的进度也不同。4 .有纯凝聚态物质参与的理想气体化学反应当纯固体或纯液体物质参与理想的气化反应时，常压下纯凝聚物的化学势能近似于其标准化学势能(cd表示凝聚状态)。因此等温方程式包括了所有参与反应的物质，但只包括气体的平衡分压。 也就是说。5 .理想气体反应平衡常数的不同表现法平衡常数的一般表示法：与上述四个平衡常数的关系：(1)和(2)和(3)和(4)和当时5.3平衡常数和平衡组成的计算1 .和的计算计算的三种方法(1)以化学反应之和计算(2)根据计算(3)按相关反应技术计算(如前所述)2 .的实验测定和平衡组成的计算的实验测量：(1)直接测定与物理方法浓度或压力呈线性关系的物理量，例如折射率、电导率、颜色、光的吸收、定量色谱或磁共振光谱等，求出均衡的组成。 这个方法不会妨碍系统的平衡状态。(2)化学方法是用急冷、催化萃取或稀释等方法使反应停止，用化学分析的方法求出平衡的组成。平衡配置计算：(1)平衡转化率是达到平衡后反应物转化为生成物的比例。(2)转化率是指反应结束时反应物转化为生成物的比例。(3)平衡收率是达到平衡后反应物转化为某产物的百分比。(4)收率是指反应结束时，反应物转化为某产物的比例。反应达到平衡时，将反应物和生成物的实际压力、摩尔分数或浓度代入计算，得到的平衡常数称为经验平衡常数，一般有单位。 例如，任意反应：开始0保持平衡保持平衡，5.4温度对标准平衡常数的影响1 .范特霍夫方程式根据Gibbs-Helmholtz方程如果所有反应物都处于标准状态，则可能出现以下情况，这就是范特霍夫方程的微分公式对于吸热反应，提高、增加温度，有利于反应。对于发热反应，提高、降低温度，不利于反应。2 .没有温度变化时的计算如果温度区间不大，可视为常数，积分公式如下固定积分公式如下：该式常用于从某温度下的平衡常数求出另一温度下的平衡常数。不定积分公式如下：如果有多个组的数据，绘图将变成一条直线，可以用直线的斜率和截距来确定。3 .温度变化引起的计算化学反应，特别是温度变化的范围广时，代入范特霍夫方程式的微分式表示的函数进行积分。如果是这样的话代入范特霍夫方程不定积分：此表达式是和的函数关系表达式。5.5其他因素对理想气体化学平衡的影响根据范特霍夫方程式，因为那个时候会变化，所以对化学平衡的影响在变化。 一定情况下是一定的，但是如果能够改变反应气体成分b的分压，即使能够改变，也会对化学平衡产生影响。本节探讨了在一定温度下改变气体总压，在一定电压下流通惰性气体，改变反应物的配合比率，对理想的气体平衡转化率的影响。1 .压力对理想气体反应平衡转移的影响气体总压为任意反应成分的分压时，式：可以看出，改变总压力会影响平衡系统。此时，增大、必然增大，平衡向体积缩小方向移动，即平衡向正反应方向移动此时，增大、必然减小，平衡向体积增大方向移动，即平衡向负反应方向移动。与凝聚相反应，不利于体积的增加、压力的增加、降低、正向反应，反之亦然。 压力不太大的情况下，因为值小，所以可以忽略压力的影响。2 .惰性成分对平衡迁移的影响惰性成分是指不参加化学反应的成分。原料气体中某惰性成分的量是平衡时的系统的总压力，是参加反应的各成分的分压. 在一定温度下反应标准常数如下当时，如果在恒压下加入惰性成分，则会增大，因此必然增大，平衡向正反应方向移动。当时，在恒定电压下加入惰性成分会增大，因此必然减少，平衡向负反应方向移动。3 .增加反应物的量对平衡迁移的影响在恒温、恒容条件下增加反应物的量