文档介绍：浙江科技学院物理化学教案第五章
第五章化学平衡

化学平衡的条件和反应的亲和势
●化学反应体系
化学反应体系:
封闭的单相体系,不作非膨胀功,发生了一个化学反应,设为: + +⇒ mMlLbBaA
各物质的变化量必须满足:
0B= ∑ν B
B
dn
根据反应进度的定义,可以得到:d ξ= B
ν
热力学基本方程 B

++−= ∑μ dddd npVTSG BB
B
等温、等压条件下, (dnBB=ν dξ)
()
ddGnTp,BBBB==∑∑μνμd ξ
BB
∂G
( )Tp,BB= ∑νμ(a)
∂ξ B

当ξ= 1 mol 时:
这两个公式适用条件:
(1)等温、等压、不作非膨胀功的一个化学反应;
(2)反应过程中,各物质的化学势保持不变。
公式(a)表示有限体系中发生微小的变化;
公式(b)表示在大量的体系中发生了反应进度等于 1 mol 的变化。这时各物质的浓度基本不变,化学
势也保持不变。
●化学反应的方向与限度

∂G
或
用() Tp ,B , ∑νμ B ( Δ rmG )Tp , 判断都是等效的。
∂ξ B
反应自发地向右进行
()Δ<G 0
rmTp ,
() Δ= rm G Tp , 0 反应自发地向左进行,不可能自发向右进行

()Δ>rmG Tp, 0反应达到平衡

∂G
( )
用∂ξ T , p 判断,这相当于G ~ ξ图上曲线的斜率,因为是微小变化,反应
进度处于 0~1 mol 之间。

∂G
< 0)( 反应自发向右进行,趋向平衡
∂ξ, pT

∂G
> 0)( 反应自发向左进行,趋向平衡
∂ξ, pT

∂G
= 0)(
∂ξ, pT 反应达到平衡
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浙江科技学院物理化学教案第五章
●化学反应亲和势(affinity of chemical reaction)
1922 年,比利时热力学专家德唐德(De donder)首先引进了化学反应亲和势的概念。他定义化学亲和势
A 为:
def ∂G
A −=−() νμ
Tp,B∑ B
∂ξ B

或-Δ= GA mr
A 是状态函数,体系的强度性质。用 A 判断化学反应的方向具有“势”的性质,即:
A>0 反应正向进行
A<0 反应逆向进行
A=0 反应达平衡
化学反应的平衡常数和等温方程式
任何气体 B 化学势的表达式:
f
μμ(,)Tp=+$ () T RT ln B = pf
BB p$ B B
式中为逸度,如果气体是理想气体,则。

$ fB
(Δ G ) = νμ=+νμBB()TRT νB ln $
将化学势表示式代入Δ G )( ,mr pT 的计算式,得: ,mr pT ∑ BB ∑∑
B BBp
令: $$
Δ=rmGT()∑νμBB () T
B P
θ+Δ=Δ RTGG B )(ln ν B
rmr m ∏ Pθ
Δ GT$ () B
rm
称为化学反应标准摩尔 Gibbs 自由能变化值,只