5.1化学反应的等温方程.pptVIP

第五章 化学平衡 化学平衡 在一定条件(温度，压力，浓度)下，当正、逆两个方向的反应速度相等时，体系所达到的动态平衡状态。 注：①平衡后，体系中各物质的数量按一定的比例关系不再改变。一旦外界条件改变，平衡状态就要发生变化。 ②平衡状态从宏观上看是静态，实际上是一种动态平衡。 生活中的化学平衡之一--怎样吃菠菜 《大力水手》中，每当大力水手吃下一罐菠菜后就会变得力大无穷。这是夸张手法，但菠菜的确含有一定的维生素、铁质等。大量地吃菠菜是错误的。过量食用菠菜，会造成人体缺钙。 这是因为食用菠菜存在化学平衡中的电离平衡。 生活中的化学平衡之一--怎样吃菠菜 菠菜中含有草酸（乙二酸），味苦涩，溶于水， 是二元弱酸： HOOC-COOH ←→ HOOC-COO－+ H+ HOOC-COO－ ←→ －OOC－COO－+ H+ 草酸进入人体后，在胃酸作用下，电离平衡向左移动。 过量的草酸会腐蚀胃黏膜，还会对肾脏造成伤害。 草酸会跟人体内的Ca2+形成草酸钙沉淀，使摄入的钙质不易被利用，造成人体缺钙。 那怎样才能吸收菠菜中的营养，又不被草酸伤害呢？ 生活中的化学平衡之一--怎样吃菠菜 油炒前，先将菠菜用热水烫一烫，草酸溶于水而除去，且这样炒的菠菜没有苦涩味。 把草酸转化为沉淀--“菠菜烧豆腐” 。 每70g豆腐中的Ca2+，可以结合100 g菠菜中的草酸(不含菠菜自身的钙)，当大部分草酸跟钙结合，可使涩味大大降低，菜肴更加美味可口。 部分草酸钙被胃酸溶解后形成的Ca2+仍能被人体吸收，未溶解的部分则排出体外。 因此，食物中的Ca2+正好是草酸的解毒剂，豆腐中损失的钙可以由其他食物补充。 生活中的化学平衡之二 酒精测定仪中的化学平衡 在公路上，常能见到交警拦下可疑车辆检查，请司机向一仪器中吹一口气，如果测定仪中橙红色的物质变为绿色，司机就要受到处罚，因为他饮酒后驾车，违反道路交通管理条例。 酒精仪中的橙红色物质是重铬酸钾，人饮酒后，血液中酒精含量增多，人呼出的气体中有乙醇的蒸气，遇到测定仪中的重铬酸钾，便发生如下的反应： Cr2O72－+ 3C2H5OH + 8H+ ←→ 2Cr3+＋3CH3CHO + 7H2O  酒精测定仪中还要加入硫酸，一方面上述反应要在酸性溶液中进行，同时防止Cr2O72－转化为CrO42-， 即：2 CrO42- + 2H+ ←→ Cr2O72－ + H2O 。 这就是酒精测定仪中的化学平衡。 在一定工艺条件下，反应的极限产率为多少？ 极限产率怎样随条件变化？ 在什么条件下可以得到更大的产率？ 随着反应推动力下降 反应达到最大限度，系统的组成不再改变 这时达到化学平衡 热力学计算得到限度←→现实生产（对比） 可以通过改变反应条件来改变平衡的限度 化学平衡问题 解决化学平衡问题的思路： 化学平衡是研究化学反应方向和限度的关键。 本章讨论应用热力学第二定律的平衡条件来处理化学平衡问题。 将用热力学方法推导化学平衡时温度、压力、组成间的关系，并计算平衡组成。 将通过热力学计算讨论温度、压力、组成等条件如何影响平衡。 §5.1 化学反应的等温方程 化学反应等温方程表示: 在温度与压力一定的条件下，化学反应 0 = ??B B 进行时，摩尔反应吉布斯函数 [变] 与系统组成的关系。 1. 摩尔反应吉布斯函数 在某一化学反应反应 0 = ?vB B 进行中，各物质的量均发生变化。在恒温恒压下，有： ，所以上式成为： 所以有： 化学反应的摩尔吉布斯函数[变] 一定的温度与压力下，在某一化学进度时 的该反应的摩尔反应吉布斯函数。 若化学反应写作: 取a mol 的反应物 A 与 b mol 的反应物 B，在一定的温度与压力下反应。 在初始时刻，? = 0 mol 时，系统内只有反应物； 当 ? = 1 mol 时，系统内只有产物； 当0 ? 1 mol时，系统内反应物与产物共存。 0，正向反应不能自发进行， 而逆向反应可以自发进行 0，正向反应可以自发进行 =0，化学反应达到平衡态 2. 化学反应的方向与限度 3.化学反应的等温方程 恒T 、恒 p，且 W′ = 0时，对于理想气体反应 其任一组分的化学势是： 根据化学反应的吉布斯函数的定义 为该化学反应在温度 T 下的标准摩尔吉布斯函数[变]它仅是温度的函数。 令第二项： 是反应物及产物的 的连乘积。 因为反应物计量系数 vB 为负，产物计量系数vB 为正，所以连乘积的形式