第六章 化学平衡..pptVIP

第六章化学平衡 一、化学反应的方向和限度 例题1 有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),在2000K时，已知KΘ＝1.55*107。 (1)计算H2和 O2的分压各为1.00*104Pa，水蒸气的分压为1.00*105Pa的混合气中，进行上述反应的ΔrGm，并判断反应自发进行的方向。 (2)当H2和 O2的分压仍然分别为1.00*104Pa，欲使反应不能正向自发进行，水蒸气的分压最少需要多大？ 解: (1)反应系统的分压比 (2)欲使反应不能自发进行分压商至少应该与平衡常数相等。 4.平衡常数与化学方程式的关系 §4.2 反应的标准吉布斯自由能变化?rGm? 一、?rGm和?rGm?的关系 一、?rGm和?rGm?的关系 3 、特殊情况下?rGm?可用来估算反应的方向 25℃ ?rGm? = –318.2 kJ?mol-1 ， K? =6?1055，估计正向自发。欲使正向不能进行Qa K? ，即6?1055, 则O2的压力必须小于2.8?10-107Pa，才能使?rGm0，这实际上是不可能实现的。 二、标准生成吉布斯自由能 ?fGm? 标准摩尔生成焓?fHm?:在标准压力p?和指定温度下，由最稳定的单质生成1mol物质的定压反应焓变.标准状态下稳定单质的生成焓等于零。 ?rHm ? =??i?fHm,i?= ?fHm,i(产物)- ?fHm,i (反应物) 标准生成吉布斯自由能 ?fGm?规定： 任意温度T 和p?下，?fGm? (最稳定单质) = 0。 由稳定单质?1mol i物质时的?rGm? 就是该物质的?fGm? 三、反应的?rGm?和K ?的求算 例3 求298K时反应H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l)的K? 再求反应 H2 (g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) §4.3 平衡常数的各种表示法 ?rGm? =??i?i ? = –RT ln K ? = 一、理想气体反应的经验平衡常数 理想气体的化学反应aA + bB ? g G + hH 平衡时： 二、实际气体 fi=?i pi 三、溶液中的反应 溶液中的反应的经验平衡常数 2. 配合物稳定常数：如 Cu2+ + 4NH3 ? Cu(NH3)42+ ?rGm? =??i?i ? = –RT ln K ? = 如 例5 (1)将固体 NH4HS 放在25℃的抽空容器中 ， (1) ?rGm?= ??i?fGm,i ? = –16.64 – 33.02+55.17= 5.51 kJ?mol-1 (2)如果容器中原来已盛有40.0kPa 的H2S气体，由于温度不变，则K ?不变，达到平衡时 §4.4 平衡常数的实验测定 通过实验测定平衡时混合物的组成可求K ?或Kp 测定方法: 1化学法： 2 物理法：折光率，电导率，透光率，p, V? 例6 .某体积可变的容器中，放入1.564g N2O4(g)，此化合物在298K时部分解离。实验测得p?下，容器体积为0.485dm3，求N2O4的解离度及解离反应的K?和?rGm?。（假设气体为理想气体） 在1000℃，1dm3容器内含过量碳，若通入4.25g CO2后，发生反应C(s)+CO2(g)= 2CO(g)反应平衡时气体的密度相当于摩尔质量为36 g?mol-1的气体密度，求平衡总压p 和K ?。 例7.在850。C时，测得SrCO3(s)、SrO(s)混合物成平衡的CO2的压力为329.3Pa，将SrCO3(s)、SrO(s)及石墨混合物充分研成细末后，放入真空容器中加热到850。C，测得系统的压力为22.80kPa。若容器中只有CO2、CO气体，试计算反应： C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) 在该温度时的Kθ 习题21 若将固体 NH4I 迅速加热到375℃ ，则按下 设平衡时反应系统的最终压力为p，则 同时平衡 §4.5 温度对平衡常数的影响 积分式 2、当温度变化范围较大时, ?Cp?0, 将?rHm? =f (T)代入后，再积分 例8 已知N2O4和NO2的平衡混合物在 解 本题的关键是求出?rGm?(T)，再从定义式求出?rHm?和 ?rSm? 。设解离度为?, 平衡时: ??V=n(1– ?) M(N2O4)+2n? M(NO2)= nM(N2O4) 例9 已知Br2(g)的?fHm? (298K) = 30.71 kJ?mol-1, 解:(1)298K Br2(l ，p) (2)323K 设?Cp= 0, ?vapHm? = ?fHm?(29