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文档简介

1、任意化学反应的平衡常数设某化学反应:=0其中,1n1 种物质是气体,n1+1n2种物质是溶液、液态混合物和固溶体,n2+1N种物质是纯凝聚相。等温等压下,当系统达到化学平衡时,=0即 + + =0等温条件下,= + = + RT ln假设各凝聚相的压力都相等,为P,则有:= + + = + RT ln+ = + 现令: = , = , = + 代入原式中,得到:+ + + RT ln + = 0即 + RT ln + = 0令:= ,= (称为标准平衡常数)则有 = RT ln 应该注意到,推导过程中的表达式不含有纯凝聚相。若压力偏离标准压力不是很大,则0,此时 = RT ln由化学平衡常数引

2、出的重要结论 1.化学反应等温式 如果前所述,等温等压下, = RT ln 所以等温等压下,= + RT lnQ + 即:= RT ln+ RT lnQ 2.压力对标准平衡常数的影响 根据热力学基本公式,有dG = Vdp SdT + 恒温,恒组成下两边同时对P求偏导,得到V,所以现令RT lnQ = RT lnQf + RT lnQa (其中f代表气相,a代表凝聚相)并给出下列化学反应模型:封闭系统中的任一化学反应,气相总压力为P;各凝聚相压力都相等,也为P;各气体的分压分别为:PA,PB,PC,PD此处假设所有气体均为理想气体,则有Qf = Qp=。理想气体满足Dalton分压定律,即PA

3、=mP,PB=np,PC=qP,PD=pP且当温度和P的值变化时,m、n、q、p的值不变。现用k代表m、n、q、p则Qf = 。令=A(常数),则Qf =A。 将= RT ln+ RT lnQ代入,恒温下,有 即 若反应为纯气相反应,且所有气体都为理想气体,则有,所以。此即:气相反应的标准平衡常数与压力无关。注意:若气体不为理想气体,则,且分压定律已不适用,由于推导过程繁琐,在此略去。但是应该指出:实际气体同样遵循上述结论。 若反应中除有气体外,还有凝聚相参与反应,则,所以 若反应中无气体,只有凝聚相,则 3.压力对经验平衡常数的影响 (1)气相反应 前已证明:对于任意气相反应,。同理不难得到,。此即:气相反应的标准平衡常数只是温度的函数。(a)根据平衡常数之间的关系,两边同时取对数并恒温下对P求偏导,有 特殊地对于理想气体,则(b),两边同时取对数并恒温下对P求偏导,有 特殊地对于理想气体,则 (c)对于理想气体,还有,则 上述结果表明,理想气体的经验平衡常数()只是温度的函数,是温度和压力的函数。实际气体的经验平衡常数则受温度和压力的双重影响。 (2)凝聚相反应 由前所述,对于一个无气相参与的凝聚相反应,有 以为例:,令=,=, 则有:= ,所以两边

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