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物理化学电子教案—第五章 5.1 化学平衡的条件和反应的亲和势 化学反应体系 热力学基本方程 热力学基本方程 化学反应的方向与限度 化学反应的方向与限度 化学反应的方向与限度 为什么化学反应通常不能进行到底？ 为什么化学反应通常不能进行到底？ 为什么化学反应通常不能进行到底？ 为什么化学反应通常不能进行到底？ 为什么化学反应通常不能进行到底？ 化学反应亲和势（affinity of chemical reaction） 5．2 化学反应的平衡常数和等温方程式 任何气体B化学势的表达式： 化学反应等温方程式 热力学平衡常数 用化学反应等温式判断反应方向 平衡常数与化学方程式的关系 5.3 平衡常数与化学方程式的关系 经验平衡常数 经验平衡常数 经验平衡常数 经验平衡常数 经验平衡常数 5.4 复相化学平衡 什么叫复相化学反应？ 解离压力（dissociation pressure） 5.5 平衡常数的测定和平衡转化率的计算 平衡常数的测定 平衡转化率的计算 5.6 标准生成吉布斯自由能 标准反应吉布斯自由能的变化值 标准反应吉布斯自由能的变化值 标准反应吉布斯自由能的变化值 标准摩尔生成吉布斯自由能 离子的标准摩尔生成吉布斯自由能 数值的用处 数值的用处 5.7 用配分函数计算 和平衡常数 化学平衡体系的公共能量标度 化学平衡体系的公共能量标度 化学平衡体系的公共能量标度 从自由能函数计算平衡常数 从自由能函数计算平衡常数 从自由能函数计算平衡常数 从自由能函数计算平衡常数 从自由能函数计算平衡常数 从自由能函数计算平衡常数 从自由能函数计算平衡常数 热函函数（heat content function） 从配分函数求平衡常数 5.8 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 范霍夫方程和克—克方程 压力对化学平衡的影响 压力对化学平衡的影响 压力对化学平衡的影响 压力对化学平衡的影响 惰性气体对化学平衡的影响 5.9 同时平衡 同时平衡 同时平衡 同时平衡 5.10 反应的耦合 耦合反应的用途： 耦合反应的用途： 5.11 近似计算 近似估算 近似计算 转折温度 转折温度 JACOBUS HENRICUS VAN’T HOFF JACOBUS HENRICUS VAN’T HOFF JOHN DALTON JOHN DALTON 根据Le chatelier原理，增加压力，反应向体积减小的方向进行。这里可以用压力对平衡常数的影响从本质上对原理加以说明。 对于理想气体， 仅是温度的函数 因为 也仅是温度的函数。 所以 与压力有关， ，气体分子数减少，加压，反应正向进行，反之亦然。 对理想气体 ，体积增加，增加压力， 下降，对正向反应不利，反之亦然。 在压力不太大时，因 值不大，压力影响可以忽略不计。 对凝聚相反应 惰性气体不影响平衡常数值，当 不等于零时，加入惰性气体会影响平衡组成。 例如： ，增加惰性气体， 值增加，括号项下降。因为 为定值，则 项应增加，产物的含量会增加。 对于分子数增加的反应，加入水气或氮气，会使反应物转化率提高，使产物的含量增加。 例如合成氨反应，压力增大将使产物数量增加，而惰性气 体的 积累将使产物数量减少。因此，合成氨的工业生产一 般采用高压并定期放空以避免惰性气体（如氩）的积累。 同样可以分析，对于乙苯脱氢生成苯乙烯的反应，则应采 用较低压力及加入惰性气体水蒸气的方法以提高产率。 思考：对反应 ，若恒温下通过压缩使体系 压力增加一倍，则平衡如何移动？颜色如何变化？ 在一个反应体系中，如果同时发生几个反应，当到达平衡态时，这种情况称为同时平衡。 在处理同时平衡的问题时，要考虑每个物质的数量在各个反应中的变化，并在各个平衡方程式中同一物质的数量应保持一致。 例题：600 K时， 与 发生反应生成 ，继而又生成 ，同时存在两个平衡： 已知在该温度下， 。今以等量的 和 开始，求 的平衡转化率。 解：设开始时 和 的摩尔分数为1.0，到达平衡时，生成HCl的摩尔分数为x，生成 为y，则在平衡时各物的量为： 因为两个反应的 都等于零，所以 将两个方程联立，解得 。 的转化率为0.048或4.8? 。 耦合反应（coupling reaction） 设体系中发生两个化学反应，若一个反应的产物在另一