普通化学化学热力学化学反应的方向和限度.pptVIP

第2章 化学反应的基本原理 与大气污染控制 主要内容 应用热力学的基本原理研究化学反应过程的能量变化问题 2.1　化学反应的方向和吉布斯函数 2.1.1　基本概念 ΔG服从盖斯(Hess)定律，即： 5. ΔrGm(简写ΔG )与ΔrGm? (简写ΔG? )的关系 对于任意反应： 注意：反应商Q的表达式的书写应注意如下几点： 1) 若反应式中的物质为(l )或(s)态，则该物 质不出现在表达式中； 7.反应的标准摩尔吉布斯函数变(ΔG?)的计算 2.2　化学反应进行的程度和化学平衡 2.2.1平衡状态和标准平衡常数 判据:△G = 0 平衡状态---热力学标志 对任意可逆反应：aA(g)+bB(g) ? cC(g)+dD(g) 你能写出如下几个反应的K?表达式吗？ 2. 压强对化学平衡移动的影响 如果保持T、V不变： p反应物↗或p生应物↘，则Q↘ ，QK ? ，平衡正移. ● 部分物种分压的变化 p反应物↘或p生应物↗ ，则Q↗ ，Q＞K ? ，平衡逆移. ● 体积改变引起压力的变化 恒温下压缩为原体积的1/x (x1)时 对于有气体参与的化学反应 aA (g) + bB(g) yY(g) + zZ(g) 平衡时 1、若： Σ?B 0，则 x Σ?B 1，QK?，平衡向逆向移动，即向气体 分子数减小的方向移动. 3、若：Σ?B =0，x Σ?B =1，Q = K? ，平衡不移动. ▲ 在惰性气体存在下达到平衡后,再恒温压缩, Σ?B ≠0，平衡向气体分子数减小的方向移动, Σ? B =0，平衡不移动. ▲ 对恒温恒容下已达到平衡的反应，引入惰性气体，反应物和生成物pB不变， Q = K? ，平衡不移动. ▲ 对恒温恒压下已达到平衡的反应，引入惰性气体，总压不变，体积增大，反应物和生成物分压减小，如果Σ ? B ≠0，平衡向气体分子数增大的方向移动. ● 惰性气体的影响 2、若：Σ?B 0， x Σ?B 1， Q K? ，平衡向正 向移动，即向气体分子数减小的方向移动. 3. 温度对化学平衡移动的影响 称为范特霍夫等压方程 在温度变化不大时，即温度变化不引起物质的相态变化 ln Kq (T) 与 1/T 呈直线关系 两式相减得： 结论：对于吸热反应，温度升高， K ?增大(正向移动)；对于放热反应，温度升高，K ?减小(逆向移动)。 当温度为T1时 当温度为T2时 范特霍夫等压方程 请特别注意！ ● 催化剂不能使化学平衡发生移动 催化剂使正、逆反应的活化能减小相同的量，同等倍数增大正、逆反应速率系数，但不能改变标准平衡常数，也不改变反应商. 催化剂只能缩短反应达到平衡的时间，不能改变平衡组成. Example 6 25℃时, 反应 Fe2+(aq)+ Ag+(aq) Fe3+(aq) +Ag(s) 的K? = 3.2. ● 当c(Ag+) = 1.00 ×10-2mol · L-1, c(Fe2+) = 0.100 mol · L-1, c(Fe3+) = 1.00 ×10-3 mol · L-1时反应向哪一方向进行? ● 平衡时, Ag+ , Fe2+, Fe3+的浓度各为多少? ● Ag+ 的转化率为多少? ● 如果保持 Ag+ , Fe3+ 的初始浓度不变, 使c(Fe2+) 增大至 0.300 mol · L-1, 求Ag+ 的转化率. ● 先计算反应商，判断反应方向 结果：Q Kq , 反应正向进行 Solution Fe2+(aq) + Ag+(aq) Fe3+(aq) + Ag(s) 开始 cB/(mol·L-1) 0.100 1.00×10-2 1.00×10-3 变化 cB/(mol·L-1) -x -x x 平衡 cB/(mol·L-1) 0.100-x 1.00×10-2-x 1.00×10-3+x ● 计算平衡时各物种的组成 例：某反应在298K标准状态下不能自发进行，但经升温至某一温度，该反应却能自发进行。从定性角度分析，应符合的条件是----------------------------- ( ) A．