文档介绍：第四章化学平衡
学习要求:
1、  正确写出化学反应等温式。根据化学反应等温式判断化学反应的方向。
2、  掌握标准平衡常数的计算。并根据标准平衡常数求出反应所能达到的程度。
3、  掌握标准平衡常数与温度的关系、压力变化对平衡组成的影响,并掌握其计算方法。
内容概要
化学平衡
反应体系的时为反应自发进行的最大限度,称反应达到化学平衡(chemical equilibrium)
化学反应等温式(reaction isotherm)
标准平衡常数(standard equilbrium canstant)
其中是“相对活度”。对于不同的反应体系,相对活度的表示方法不同:
理想气体反应: 用相对分压。
非理想气体反应: 用逸度代替实际压力。
理想溶液反应: 用物质的量分数表示。
理想稀溶液反应: 可以用物质的量分数、相对物质的量浓度或相对质量摩尔浓度表示。
对于多相反应: 把纯固体和纯液体的相对活度视为1。
注意:对于多相体系
①反应体系中的纯固体不能溶解在纯液体中形成溶液。
②固体之间不能形成固溶体。
③如果参加反应的纯液体不止一种,不能混合形成溶液。
标准平衡常数Kq的计算:
1. 根据平衡组成
2. 从化学反应标准摩尔吉布斯自由能变化得
3. 从已知温度的Kq求另一温度下的Kq (van Hoff 公式)
假定与温度无关,定积分得到。
如知道下的,可以根据上述公式求出的。
还可以利用不定积分公式: , 作图为一直线。通过图查出任意温度时的Kq。
4. 的计算:
除热力学的方法: 或
还可利用公式求。若把化学反应设计成可逆电池,使该反应在电池中进行, 。(详见第六章)
影响化学平衡的因素:
温度、压力改变,添加惰性气体都可以使化学平衡发生移动,但是,标准平衡常数只随着温度变化。改变压力,添加惰性气体等方法只能使平衡组成发生移动,不能改变标准平衡常数。
1. 温度对化学平衡的影响
,
吸热反应, ,升高温度,Kq增大,平衡向增加生成物的方向移动。
放热反应, ,升高温度,Kq减小,平衡向增加反应物的方向移动。
2. 压力对化学平衡的影响
理想气体反应体系:
时,加压,平衡向右移动; ,加压,平衡向左移动。
例题和习题
例4-1 的适用条件是:定温定压只做体积功的封闭体系。对于温度、压力变化大的体系,能否用判断反应自发进行的方向?
答:可以。上述公式是针对某一反应进度而言的。是组分在该反应进度下的化学势, 是用来代表该进度下的反应趋势。即使反应过程中温度和压力变化较大,但在特定进度下必定有特定的温度、压力。所以仍然可以用判断反应自发进行的方向。
例4-2 的名称是“化学反应的摩尔吉布斯自由能变化”,名称中的“摩尔”的含义是什么?
答:它表示反应进度。
例4-3 “标准平衡常数Kq就是标准状态下的平衡常数”,这种说法对吗?
答:不正确。,尽管Kq值的大小是由标准态的物理量决定。但是标准态不一定是平衡态。所以Kq不一定是标准状态下的平衡常数。只有当定温定压下, =0 时的状态才是平衡态。
例4-4 可以判断反应的方向,而反映反应的限度。那么可不可能只凭借判断反应的方向?
答:有可能。如果的绝对值很大