课件现代基础化学第章

1、在没有外界能量的参与下，化学在没有外界能量的参与下，化学反应总是向放热更多的方向进行。反应总是向放热更多的方向进行。2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g)， 1OmrmolkJ.6483H KNO3 (s) K+ + NO3- -， +H2O1OmrmolkJ 36H kSln：化学反应总是向系统混乱度增大的方向进行。化学反应总是向系统混乱度增大的方向进行。如：如：NH4Cl (s) NH3(g) + HCl(g)；系统混乱度增大系统混乱度增大。CaO (s) + CO2(g) CaCO3 (s) 1813年时的卡诺年时的卡诺0WQUWQQQ2111211QQQQW1. 克劳修斯表

2、述：克劳修斯表述：2. 开尔文表述：开尔文表述：理想热机的效率可表示为：理想热机的效率可表示为：环环环环环环1211211R2R1R1RRRTTTTTTQQQQW12121RR2R111环环环环TTTTQQR两个热源之间的可逆循环：两个热源之间的可逆循环：121RR2R11TTQQ02R21R1TQTQ对两个热源之间的不可逆循环，根据卡诺定理：对两个热源之间的不可逆循环，根据卡诺定理：R121211TTQQ02211TQTQ 对任意温度之间的对任意温度之间的可逆循环：可逆循环： 0dRTQ 若其中有一个不可若其中有一个不可逆循环，则：逆循环，则： 0dRTQ0ddR2R1ABBATQTQBAA

3、BBATQTQTQR2R2R1dddBAABTQSSSRdTQSRdd0dd21RIABBATQTQSTQTQBABA21RIdd0dBATQS0ddRTQSkPa 3 .101外外p0外外p11166.401molkJ 1RHQQQp113119 .1082 .3731066.40molKJ 1RTHTQS11129 .108molKJ SS因因此此：1138 .1002 .3731061.37molKJ 2TQ01 . 88 .1009 .1081122molKJ TQSop TSomomS对于任意反应：对于任意反应：eE + f F gG + rR，可得如下结论，可得如下结论F omE

4、omR omGomomrfSeSrSgSS)()()()(gIgBrgClgF2222SSSS)()()()(gHIgHBrgHClgHFSSSS大科学家吉布斯大科学家吉布斯0dBATQS0THSmrmr0mrmrSTH0)(mmrTSH,GTSH0mrG0mrG0mrG0mrG0)0,(WPTG mr1. 定义定义om,rTGomromromrSTHGomromrSH,omromrSH,o298K m,ro298K m,ro m,rSTHGT0om,rTG2. 标准摩尔生成吉氏函数标准摩尔生成吉氏函数omfG对于任意反应：对于任意反应：eE + f F pP + rR，可得如下结论，可得如下

5、结论F omfE omfR omfP omfomrGfGeGrGpGomromfGG由由完全类似！完全类似！和由和由omromfHHomrGmrGomromromrSTHG根根据据吉吉氏氏函函数数计计算算式式：3. 反应方向讨论反应方向讨论00omromrSH任意温度下正反应任意温度下正反应都能进行都能进行00omromrSH任意温度下正反应任意温度下正反应都不能进行都不能进行omromromrSTHG根根据据吉吉氏氏函函数数计计算算式式：3. 反应方向讨论反应方向讨论00omromrSH升高温度对正反应有利升高温度对正反应有利00omromrSH降低温度对正反应有利降低温度对正反应有利(g)

6、COCaO(s)(s)CaCO231omfmolkJ/H1omfmolkJ/G1/KmolJ1omS和和1000 时该反应的时该反应的 ，说明，说明分解反应能否进行，并计算分解反应能进行的最低温度分解反应能否进行，并计算分解反应能进行的最低温度( )。omrGoCO2pp时时(g)COCaO(s)(s)CaCO230131)1129()394()604(1(s)CaCO omf(g)CO omfCaO(s) omfomrmolkJ32GGGG和标准状态和标准状态( ) 时该分解反应时该分解反应不能进行不能进行。oCO2pp时，可根据式时，可根据式 计算。计算。omromromrSTHG1(s)

7、CaCO omf(g)CO omfCaO(s) omfomrmolkJ32177)1207()394()636(HHHH11(s)CaCOom(g)COomCaO(s)omomrKmolJ321619321440SSSSomromrSH,omromrSH,028)10161(127317731omromro(1273K) mrmolkJSTHG所以：所以：和标准状态和标准状态( ) 时该分解反时该分解反应应可以进行可以进行。oCO2ppKomromro(T) mr11000)10161(17703TTSTHG0o(T) mrG平衡状态平衡状态平衡浓度平衡浓度CO2+H2CO+H2O常数常数HC

8、OOCOH222实验实验 起始浓度起始浓度/1Lmol 平衡浓度平衡浓度/1Lmol 编号编号 CO2 H2 CO H2O CO2 H2 CO H2O 222HCOOHCO 1 0.010 0.010 0 0 0.0040 0.0040 0.0060 0.0060 2.3 2 0.010 0.020 0 0 0.0022 0.0122 0.0078 0.0078 2.4 3 0.010 0.010 0.0010 0 0.0041 0.0041 0.0069 0.0059 2.4 4 0 0 0.020 0.020 0.0082 0.0082 0.0118 0.0118 2.4 时的实验数据时的

9、实验数据CO2+H2CO+H2O1. 实验平衡常数实验平衡常数eE+fFgG+rR fergcKFERGfergpppppKFERG2. 标准平衡常数标准平衡常数eE(g)+fF(g)gG(g)+rR(g) fergppppppppRTGGoFoEoRoGomrmrln0mrG 0lnfergppppppppRTGoFoEoRoGomr fergppppppppKoFoEoRoGo定定义义：oKoomrKRTGln所所以以：omrGoKeE(aq)+fF(aq)gG(aq)+rR(aq) fergccccKoooooFERG1oLmol1c fergKFERGoeE(s)+fF(aq)gG(a

10、q)+rR(g) frgppKFGoRo按上述定义，标准平衡常数是一个无量纲的纯数！按上述定义，标准平衡常数是一个无量纲的纯数！使用标准平衡常数使用标准平衡常数 的注意事项：的注意事项：oKoK oOoSOoSOo223ppppppK221 2/ 12oOoSOoSOo223ppppppK221ooKKoKoKoKoKoK44oOHoHo22ppppK oKoK33FeHoK同时平衡规则：同时平衡规则：2121 2/11oOoSOoSOo223ppppppKoNOoOoNOo22ppppppK212 oooNOoSOoNOoSOo22321KKppppppppK1omrmolkJ8 .180G

11、 解：解：oomrKRTGln 根根据据：52.34630314. 8108 .180ln3RTGKomro 15102 . 1oK1522102 . 1)()2()()(oCoCoCoBoppppppppKkPakPaBC341034. 1107 . 6pp，解解得得：oK解：解：%100的量的量反应开始时某反应物反应开始时某反应物物质转化的量物质转化的量平衡时平衡时转化率转化率BB续解：续解：,11总总pp42ON12总总pp2NO116. 011)12(/)/(22oooONoNOo422ppppppppK总总总总116. 0100200142212. 0eE(g)+fF(g)gG(g)

12、+rR(g) fergppppppppRTGGoFoEoRoGomrmrln，代入上式，代入上式因为：因为：oomrKRTGln fergppppppppRTKRTGoFoEoRoGomrlnln fergppppppppJoFoEoRoG令：令：JRTKRTGlnlnomr时时，oKJ 0mrG时时，oKJ 0mrG时时，oKJ 0mrG1. 浓度对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响 BACoK，oKJ ，oKJ 2. 压强对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响oONoNOo422ppppK/)/(2。，平平衡衡向向左左移移动动，使使42ONoKJpp2424222ONONNONOpppp22

13、；可可得得：ooONoNOoONoNO422422KppppppppJ2/2)/2(/)/(22此时：此时：，平平衡衡向向右右移移动动。oKJ pp21424222ONONNONOpppp2121；可得：可得：ooONoNO422KppppJ21/)/(23. 向反应系统通入稀有气体对化学平衡的影响向反应系统通入稀有气体对化学平衡的影响分析：分析：分析：分析：注意：注意：4. 温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响omromromrSTHGoomrKRTGlnRSRTHKomromrolnT1T2o1Ko2KomrHomrSRSRTHKomromro11lnRSRTHKomromro22ln2112lnTTTTRHKKomro1o2，0omrH；o1o2KK ，0omrH；o1o2KK 注意：注意：o2Ko1K12 .92molk