化学平衡(08.11).ppt

物理化学 理 学 院 化学系 张丽丹 教授 博士 Tel:01064434903 E-mail:zhangld@mailbuct.edu.cn 第五章 化学平衡Chapter 5. Chemical equilibrium 本章基本要求 §5-1化学反应的吉布斯函数变化 §5-2理想气体反应等温方程及标准平衡常数 §5-3理想气体反应平衡常数与平衡组成 §5-4标准摩尔反应吉布斯函数计算 §5-5温度对标准平衡常数的影响 §5-6压力和反应物组成对平衡的影响 §5-7同时平衡反应 §5-8真实气体反应平衡 §5-9混合物溶液反应平衡 本章小结与学习指导 第五章 化学平衡 Chapter 5. Chemical equilibrium 本章基本要求: 1、了解热力学第三定律，规定熵、标准熵，理解标准摩尔反应 熵定义及计算。 2、理解摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、标准 摩尔生成吉布斯函数定义及应用。 3、了解化学反应过程的推动力。 4、掌握标准平衡常数的定义。理解等温方程和范特霍夫方程的 推导及应用。 5、掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断在一 定条件下化学反应可能进行的方向,会分析温度、压力、组成等 因素对平衡的影响。 6、了解真实气体化学平衡及溶液中的化学平衡。 §5--0 引言 §5-1 化学反应的吉布斯函数变化The Gibbs energy of chemical reactions 化学反应的平衡条件： ?rGm=?? B?B=0 §5-2 等温方程及标准平衡常数 Isothermal equation and the standard equilibrium constant 理想气体反应： 1/2N2+3/2H2?NH3 ?rGm (298K)=-16.467kJ?mol。 三、理想气体反应的K与KC 、Ky、Kn的关系 §5-3理想气体反应平衡常数与平衡组成 The equilibrium constant of perfect gas Chemical reactions and the equilibrium composition 1000K时生成水煤气反应： C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) 在100kPa时的平衡转化率?=0.844。 求?平衡常数K；?111.458kPa时的平衡转化率?。 2NOBr(g)=2NO(g) + Br2(g) 2、?fGm 与?rGm 关系 §5-6 压力和原料组成对平衡的影响 The response of equilibrium to pressure and composition ??B(g)0 ： 压力增加且 K 不改变，则Ky 下降，?平下降， 反之亦然； ??B(g)0 ：压力增加且 K 不改变，则Ky 上升，?平上升， 反之亦然。 *§5-8 同时平衡反应 甲烷、水蒸气为1：5的混合气体，在600℃、 101.325kPa下通过催化剂生产出氢气。反应如下： CH4+H2O=CO+3H2 K1=0.589 CO+H2O=CO2+H2 K2=2.21 CH4+H2O = CO +3H2 1 5 0 0 1-x 5-x-y x-y 3x+y CO + H2O =CO2+H2 0 5 0 0 x-y 5-x-y y 3x+y ?nB,e/mol=1-X+5-X-Y+X-Y+3X+Y+Y=6+2X *§5-9 真实气体反应平衡 The chemical reactions equilibrium of real gases 一、真实气体等温方程 对真实气体： ?B=?B+RTlnpB(逸度)/p ?rGm= ??B?B ?rGm=?rGm +RTlnJp (逸度)