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尚辅网 尚辅网 二、各类反应的标准平衡常数 复习：化学势(chemical potential) 一、化学势的定义 ●导入　设一均相系统由组分1，2，3，…组成，系统的吉布斯函数G可视为T，p，n1，n2，n3，…的函数 　　 G＝G(T，p，n1，n2，n3，…) 发生一微小变化时 * * 尚辅网 第七章 化学平衡与平衡原理 本章要求 1． 掌握用热力学平衡的原理导出化学反应等温式、标准摩尔反应吉布斯函数和标准平衡常数的方法，能运用反应等温式判断反应的方向和限度。 2． 掌握温度对平衡常数的影响——范特霍夫等压方程式。 3． 了解各种因素对化学平衡的定量影响和平衡移动的原理；能进行与平衡常数、平衡组成和平衡转化率有关的计算。 4． 掌握酸碱质子理论：质子酸碱的定义，共轭酸碱对的关系，能用解离常数判断弱酸（碱）相对强弱，缓冲溶液的概念；理解影响质子酸、碱与水反应的因素及其溶液pH的计算；了解路易斯酸碱电子理论对酸碱的定义。 尚辅网 5． 掌握配位平衡的概念以及配离子在水溶液中的解离平衡与有关计算。 6． 了解EDTA的结构；明确EDTA在配位分析中的应用；了解副反应对配合物稳定性的影响；掌握条件稳定常数与酸效应系数的关系。 7． 能够熟练地应用离子-电子法配平氧化还原反应方程式。 8． 掌握难溶电解质的多相离子平衡概念与溶度积规则；理解沉淀生成与溶解的条件；了解影响沉淀溶解度的因素以及分步沉淀的次序。 尚辅网 第一节 吉布斯函数变与化学平衡 一、化学反应的可逆性与化学平衡 （一）可逆反应 （reversible reaction） ●示例 ——高温下， CO2 (g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ——同样条件， CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ●定义 同一条件下，既能正向进行又能逆向进行的反应，用“ ”表示 CO2 (g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ●注意 “可逆反应”与热力学中的可逆过程是两个不同的概念 尚辅网 （二）化学平衡 ●定义 可逆反应的正、逆反应速率相等时的状态 ●特征 （1）正、逆反应速率相等 （2）是动态平衡：系统达平衡后，正、逆反应仍进行，但v正=v负，单位时间各物质的生成量和消耗量相等，宏观上，反应“停顿”，总结果是各物质的量保持不变 （3）平衡有条件：外界条件改变，原平衡会被破坏，在新的条件下建立起新的平衡 （4）化学平衡可以从正、逆两个方向到达 尚辅网 尚辅网 ●定义 尚辅网 二、化学势判据 化学势的重要作用之一是判断组成可变的封闭系统或敞开系统所发生的热力学过程的方向和限度 由于过程大多在定温定压下进行，故上式变为 　　 　　　　　　　＜0自发过程 　　　　　　　＝0平衡态或可逆过程 　　　　　　　＞0不可能发生 尚辅网 （二）化学平衡条件 ●推导 设化学反应 aA+bB＝gG+hH 或写作 ●物理意义　定温定压下，化学反应系统的反应进度为 时，继续进行 反应引起系统吉氏函数的变化率；或：无限大的反应系统中，按计量方程发生单位反应（1mol反应），系统吉布斯函数的改变量 尚辅网 各种化学势的表达式 ●IG ●RG ●理想液态混合物 ●实际液态混合物 ●理想稀溶液的溶质 ●实际稀溶液的溶质 尚辅网 二、各类反应的标准平衡常数 （一）气相反应的标准平衡常数 ●推导 定温定压下，对任一气相反应 若反应物质皆为真实气体，则任一组分B的化学势为 将上式 代入 ?rGm =??B?B ，得 尚辅网 令 则 定温定压反应达到平衡时，△rGm=0，则 尚辅网 令 得 称标准平衡常数(standard equilibrium constant) ●讨论 ?? 意义 实际气体反应达平衡后各物质 比值的νB次幂的连乘积。 无量纲，只是温度的函数 ??用压力表示组成，fB= ? BpB，有 尚辅网 令 有 ??对理想气体,? B=1， fB =pB,标准平衡常数为 尚辅网 （二）凝聚相反应的标准平衡常数 1. 液相或固相混合物反应的标准平衡常数 代 入上式，有 χB??平衡时任一组分B的物质的量分数，γB ??为对应于 χB的活度系数, KaΦ??液相或固相反应的标准平衡常数， 无量纲，仅是温度的函数（忽略了对液体或固体的影响）。 ??若是理想的混合物， γ