物理化學(xué)電子教案第六章化學(xué)平衡-wenkub
2023-03-09 12:44:00 本頁面
【正文】 為例，在反應(yīng)過程中吉布斯自由能隨反應(yīng)過程的變化如圖所示。他定義化學(xué)親和勢 A為： d e f , B BB ( ) TpGA ????? ? ?? ?mr GA ??或 A是狀態(tài)函數(shù)，體系的強度性質(zhì)。 稱為“逸度商”，可以通過各物質(zhì)的逸度求算。因為它與標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢有關(guān)，所以 又稱為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 。例如，對任意反應(yīng)： D E G Hd e g h? ? ? ? ?BHGBd BDEg hp eppKppp??? ? ??pK1. 用壓力表示的經(jīng)驗平衡常數(shù) 當(dāng) 時， 的單位為 1。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 解離壓力（ dissociation pressure） 某固體物質(zhì)發(fā)生解離反應(yīng)時，所產(chǎn)生氣體的壓力，稱為解離壓力，顯然這壓力在定溫下有定值。 （ 2）化學(xué)方法 用驟冷、抽去催化劑或沖稀等方法使反應(yīng)停止，然后用化學(xué)分析的方法求出平衡的組成。 rm()GT? $?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)吉布斯自由能的變化值 2 2 r m( 1) C( s) O ( g) CO ( g) ( 1 )G? ? ?$12 2 r m2( 2) CO ( g) O ( g) CO ( g) ( 2)G? ? ? $1 2 r m23) C( s) O ( g) CO( g) ( 3 )G? ? ? $r m r m r m( 3 ) ( 1 ) ( 2)G G G? ? ? ? ?$ $ $(1 )( 3 )( 2)pppKKK?$$$(1) (2) 得（ 3） 2. 計算實驗不易測定的平衡常數(shù) 例如，求 的 平衡常數(shù) 1 22C( s) O ( g) CO( g)???上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)吉布斯自由能的變化值 3．近似估計反應(yīng)的可能性 r m r mln pG G R T Q? ? ? ?$只能用 判斷反應(yīng)的方向。溶質(zhì)的濃度主要用質(zhì)量摩爾濃度表示，用的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是 且具有稀溶液性質(zhì)的假想狀態(tài)，這時規(guī)定的相對標(biāo)準(zhǔn)為： 11 m ol kgm ??$ 1fm ( H , , 1 m ol kg ) 0G aq m?? ? ? ?$ 由此而得到其他離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能的數(shù)值。 rmG? $(3)用 值求出熱力學(xué)平衡常數(shù) 值 。 ( 0 , 0)J ????上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 化學(xué)平衡體系的公共能量標(biāo)度 公共能量標(biāo)度 化學(xué)平衡體系中有多種物質(zhì)，而各物質(zhì)的能量零點又各不相同，所以要定義一個公共零點， 通常選取0 K作為最低能級，從粒子的能量零點到公共零點的能量差為 。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 從自由能函數(shù)計算平衡常數(shù) 求平衡常數(shù) m m r mBB( ) ( 0) ( 0){}G T U UTT?????? $ $ $D E G H??設(shè)任意反應(yīng) 等式右邊第一項是反應(yīng)前后各物質(zhì)自由能函數(shù)的差值，第二項的分子是 0K時該反應(yīng)熱力學(xué)能的變化值。其數(shù)值可以通過配分函數(shù)求得。 NK39。 e xp( )q V fkT?? ? ? ?求出各配分函數(shù) f 值，可得到平衡常數(shù) 值。 rmH? $ 這公式常用來從已知一個溫度下的平衡常數(shù)求出另一溫度下的平衡常數(shù)。 對于理想氣體， BB , fpp c RT K K?? $$r m B BB( ) l n pG T R T K??? ? ? ??$ $ $ln( ) 0p TKp???$僅是溫度的函數(shù) pK$?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 壓力對化學(xué)平衡的影響 BBB()c cKc???$$BBB()p pK p ???$ $因為 也僅是溫度的函數(shù) 。 *B?對凝聚相反應(yīng) ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 惰性氣體對化學(xué)平衡的影響 BBBBBBB()pnpn??????$ 惰性氣體不影響平衡常數(shù)值，當(dāng) 不等于零時，加入惰性氣體會影響平衡組成。 BB()pxpKKp???$ $BBBB ()pxp?? ??? $?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 同時平衡 在一個反應(yīng)體系中，如果 同時發(fā)生 幾個反應(yīng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡態(tài)時，這種情況稱為同時平衡。 ,1 , 154 , ??$$3CH Cl2HO3CH Cl?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 同時平衡 解 ：設(shè)開始時 和 的摩爾分?jǐn)?shù)為 ，到達(dá)平衡時，生成 HCl的摩爾分?jǐn)?shù)為 x，生成 為 y，則在平衡時各物的量為： 3CH Cl2HO 32(C H ) O3 2 3( 1 ) C H C l ( g) H O ( g) C H O H ( g) H C l ( g)1 1 2xy x xyx??? ???3 3 2 2( 2) 2CH O H ( g) ( C H ) O ( g) H O ( g) 2 1 xyx yy???上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 同時平衡 因為兩個反應(yīng)的 都等于零，所以 pxKK?$BB ??,1,2 2( 2 ) 4( 1 ) ( 1 )( 1 )( 2 )ppx y xKx x yy x yKxy???? ? ??????$$將兩個方程聯(lián)立，解得 。 rmG? $rmG? $?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 耦合反應(yīng)的用途： 例如：在 K時： 12 2 4 2 r m ,1 ( 1) T iO ( s) 2Cl ( g) T iC l ( l ) O ( g) 1 4 kJ m ol G? ? ? ? ? ?$反應(yīng) (1)、 (2)耦合，使反應(yīng) (3)得以順利進(jìn)行。 rm()GT? $ r m r m( 1 ) ( ) 0 , ( ) 0H T S T? ? ? ?$$提高溫度對反應(yīng)有利。 rm ( ) 0GT??$rmH? $S? $r m rr m r()(()HTTST???轉(zhuǎn)折）$$?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 JACOBUS HENRICUS VAN’ T HOFF JACOBUS HENRICUS VAN’ T HOFF (18521911) Dutch physical chemist,received the first Nobel Prize in chemistry in 1901 for “ the discovery of the laws of chemical dynamics and of osmotic pressure.” Van’ t Hoff was one of th
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