2020-2021学年高中化学竞赛 化学平衡课件.ppt

7.2 化学反应的等温方程式 1. Kθ 与 ⊿rGm θ 的关系 aA(g) + bB(aq) + cC(s) xX(g) + yY(zq) + zZ(1) pj(X)，cj(Y)表示j时刻（任意状态）某组份的分压或浓度 等温方程式： 热力学第二个最重要的公式（第一个是吉一赫方程）， 它表明了任意状态的△G 与△G ?和T 的关系，提供了任意状态下判断反应自发性的依据。 △G = △G ? + RT lnJ 反应达到平衡时， ( T )=0，J= 当体系达到平衡时, =0 Van’t Hoff等温式的另一形式 θ ΔrGmθ是摩尔反应中各物质处于标准状态时体系的自由焓变(一般它不是平衡态) Kθ是该摩尔反应中各物质处于平衡状态时的反应浓度商 注意:上一式将物理意义完全不相同的两个物理量联系在一起,两者数值上有关! 将此式代入前式△G = △G ? + RT lnJ得： J RT （T） ln + = -RT ln J （T） = -RT ln Gibbs函数变判据与反应商判据： 反应正向进行 0 K J 反应处于平衡 0 = = K J 反应逆向进行 0 K J 只能用ΔrGm判断反应的方向。但是，当ΔrGmθ的绝对值很大时，基本上决定了ΔrGm 的值，所以ΔrGmθ可以用来近似地估计反应的可能性。 例 1. 求 2NO2(g) = N2O4(g) 298K 时的 Kθ 又如: CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 查表得 值, 计算出 = 130 ,求出　　 这说明, 298 K 时 CaCO3 表面 CO2 的平衡分压是1.6×10－18 。若此时 CO2 分压低于此值, 则 CaCO3 将分解. 可用于计算?rG 的公式有： ? ?rGm? ＝ ??fGm?(生成物) - ??fGm?(反应物) 标准态，298 K ? ?rGm? ＝ ?rHm? - T ? ?rSm?，标准态, T K ? ?rG ? ＝ - RTlnKT ? ，T温度下的平衡常数 ? ?rGT = ?rG ?T + RTlnJT，任何状态 3.2.3 化学平衡的移动 化学平衡的移动：化学平衡是有条件的，反应条件（温度、压力或浓度）改变，正反应速率≠逆反应速率，化学平衡被破坏（ △G ≠ 0） → 达到新的平衡状态（ △G = 0 ） J≠ Kθ 造成的平衡移动 1)改变J的因素一般有浓度, 压强, 体积等外界条件 2)温度的改变, 将会影响反应的 Kθ 1. 浓度对化学平衡的影响 当c(反应物)增大或c(生成物)减小时, 当c(反应物)减小或c(生成物)增大时, J Kθ 平衡向正向移动。 J Kθ 平衡向逆向移动。 对于溶液中的化学反应，平衡时，J = Kθ 例：反应PCl5（g) = PCl3（g) ＋Cl2(g)，在523K时将0.70mol PCl5的注入2.0 L密闭容器中，平衡时有0.50mol PCl5分解。试计算： 1.该温度下的平衡常数Kc, Kpθ及PCl5分解分数 2.若在上述平衡体系中再加入0.10mol Cl2 ，计算PCl5的分解分数。 3.若开始就注入0.70molPCl5和0.10mol Cl2 ，则平衡时的分解分数是多少？与前面的结果比较。 1、建立化学平衡常数的概念。 2、掌握反应产率或反应物转化为产物的转化率的计算。 3、学会讨论浓度、分压、总压和温度对化学平 衡移动的影响。 第七章 化学平衡 本章要求 ● 化学平衡状态 ● 平衡常数 ● 浓度对化学平衡的影响 ● 压力对化学平衡的影响 ● 温度对化学平衡的影响 内容提要 Fe2O3(s) + 3 CO(g) = 2 Fe(s) + 3 CO2(g) 是否全部的C(s) 能转化成CO(g)，全部的Fe2O3(s) 和CO 能全部转化成Fe(s) 和 CO2(g)？ 答案：否！ 第七章 化学平衡 炼一吨 Fe 需多少焦炭(C)？ C(s) + 0.5 O2(g) = CO(g) 在一定条件下不同的化学反应所能进行的程度很不相同。甚至同一化学反应，如： H2 + ? O2 → H2O 在不同条件下，其反应的程度也可能有很大差别。 在高温条件下，反应逆向进行的程度就相当明显 有如下问题提出： a. 究竟是什么因