第1页：第三章化学平衡封面
第三章化学平衡(Chapter 3 Chemical Equilibrium)。
第2页：对峙反应与化学平衡
化学反应可以同时向正、反两方向进行:单向反应:H2+1/2O2→H2O对峙反应:C2H5OH + CH3COOH =CH3COOC2H5+ H2O应用热力学第二定律的基本原理和规律,确定化学反应的方向、平衡条件、反应限度,讨论温度、压力、惰性气体对化学平衡的影响,指导工业生产。
第3页：化学反应的平衡条件
aA +eE →gG +hH第一节化学反应的平衡条件(单位反应ΔG的值)。
第4页：化学平衡的条件与反应限度
化学平衡的条件:产物化学势=反应物化学势教材:P. 91-92图3-
- 图3-
- 图3-3平衡时吉布斯能最低,此时ξ<1,一般反应都不能进行完全
第5页：化学反应等温方程式和平衡常数
第二节化学反应等温方程式和平衡常数。
第6页：
第7页：平衡常数表示法
- 气体反应平衡常数
- 理想气体反应标准平衡常数特点:无量纲,只与温度有关。第三节平衡常数表示法
第8页：理想气体反应经验平衡常数
(二)理想气体反应经验平衡常数有量纲,与温度有关。
有量纲,与温度有关。
无量纲,与温度、压力有关。
有量纲,与温度、压力、配料比有关。
第9页：
第10页：真实气体反应平衡常数
(三)真实气体反应平衡常数特点:无量纲,只与温度有关。
第11页：液相反应平衡常数
二、液相反应平衡常数。
第12页：复相化学反应平衡常数
三、复相化学反应平衡常数只与气态物质有关。
CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)pCO2(平衡)——分解压(解离压力)分解压:固体物质在一定温度下分解达平衡时产物中气体的总压力。
第13页：分解压与解离压力
分解压越大,固体物质越不稳定。
若分解的气体产物不止一种,则各气体产物分压之和()称为分解压力。
NH4HS(s) =NH3(g)+H2S(g)p分解=pNH3(平衡) +pH2S(平衡)。
第14页：平衡常数测定和反应限度的计算
- 平衡常数的测定测定系统中各组分的平衡浓度或分压:
- 物理分析法:测定折射率、电导率、电动势等物理量,间接求出平衡浓度
- 化学分析法:用化学分析方法直接测定平衡系统中各物质的浓度。第四节平衡常数测定和反应限度的计算
第15页：平衡状态的判断方法
如何判断反应系统已达平衡?
- 外界条件不变时,浓度不随时间改变
- 正、逆反应平衡常数相同
- 改变反应物初浓度,所得平衡常数相同
第16页：反应限度的计算示例
二、反应限度的计算教材:P. 99-100。
第17页：练习题
- 已知反应:
- A+B=2C
- 1/2A+1/2B=C,则两反应的和分别满足的关系为()A、B、C、D、
- 在一抽空容器中将NH4Cl(s)加热到324℃使其分解为NH3(g)和HCl(g),反应达平衡时系统的总压力为101.325kPa,则该反应的平衡常数为()A、0.5B、0.025C、0.05D、0.25BD课堂练习
第18页：练习题：影响平衡常数的因素
- 任何一个化学反应,影响平衡常数的因素是()A、反应物的浓度B、催化剂C、反应产物浓度D、温度
- 对于反应CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g),下列结论正确的是()A、Kp=1B、Kp=KCC、Kp大于KCD、Kp的单位是N·m-
- 某反应298K时的,则该温度时反应的()A、B、C、D、BDD
第19页：课后作业
- 作业
- P. 110 2、4。
第20页：标准摩尔吉布斯能变化
一、标准状态下反应的吉布斯能变化反应物与产物均处于标准态,且温度为T,ξ= 1 mol时(amol A与emol E反应生成gmol G与hmol H)反应的吉布斯自由能变化()。
第五节标准状态下反应的吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能aA+eE→gG+hH。
第21页：标准吉布斯能变的用途
的作用:
- 计算
- 间接计算反应的
- C(石墨) + O2(g) CO2(g)ΔrGm,1
- C(石墨) + 1/2O2(g) CO (g)ΔrGm,2
- CO (g) + 1/2O2(g) CO2(g)ΔrGm,3ΔrGm,2=ΔrGm,1-ΔrGm,3
第22页：反应方向的估计
3、估计反应进行的方向。
第23页：标准吉布斯能变的计算
的计算
- 由公式计算:
- 通过测定平衡常数,计算反应的
- 由化合物的标准生成吉布斯能计算:
- 电化学方法:
第24页：化合物的标准生成吉布斯能
二、化合物的标准生成吉布斯能在指定温度T和标准压力pө下,由稳定单质生成1 mol化合物时的吉布斯能变称为该化合物的标准生成吉布斯能。
- 符号:规定
- 最稳定单质的标准生成吉布斯能为零。
第25页：化学反应等压方程式
第六节温度对平衡常数的影响——化学反应等压方程式。
第26页：
第27页：
第28页：
第29页：压力对化学平衡的影响
- 压力对化学平衡的影响
- 气体反应Δν= 0,压力对平衡无影响Δν> 0,p总↑,Kx↓,平衡向左移动Δν< 0,p总↑,Kx↑,平衡向右移动第七节其它因素对平衡的影响
- 液相(或固相)反应系统压力对平衡基本无影响
第30页：惰性气体对化学平衡的影响
- 惰性气体对化学平衡的影响
- 定温、定压增加惰性气体,若Δν> 0,反应向右移动
- 定温、定容增加惰性气体,对化学平衡无影响
第31页：课后作业
- 作业
- P. 112 17、18。
第32页：练习题
课堂练习
- 298K的理想气体化学反应AB=A+B,当温度不变,降低总压时,反应的转化率会()A、增大B、减小C、不变D、不能确定
- 已知气相反应C6H6(g)+3H2(g)=C6H12(g)在373K时的,当反应达平衡时,可采用下列哪组条件使平衡向右移动()A、升温与加压B、升温与减压C、降温与加压D、降温与减压AC
第33页：练习题：PCl5分解与惰性气体
- 在某温度下,一密闭的刚性容器中的PCl5(g)达到分解平衡,若往此容器中充入N2(g)使系统压力增大二倍(此时系统仍可按理想气体处理),则PCl5(g)的离解度将()A、增大B、减小C、不变D、视温度而定
- 反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)可视为理想气体间反应,在反应达平衡后,若维持系统温度与压力不变,而于系统中加入惰性气体,则()A、Kp不变,平衡时N2和H2的量增加,NH3的量减少B、Kp不变,N
- NH3和H2的量均不变C、Kp不变,平衡时N2和H2的量减少,NH3的量增加D、Kp增加,平衡时N2和H2的量减少,NH3的量增加CA
第34页：练习题：合成氨循环气
- 在合成氨生产时对原料气循环使用,实际操作时,每隔一段时间要将循环气放空,其主要目的是()A、减少NH3含量,有利于反应向合成NH3的方向移动B、降低累积惰性气含量,有利于合成NH3C、排除过量的N2,以提高N2:H2的比例D、减少反应放热的热量积累,以降低温度
- 反应在473K达到平衡时,PCl5有48.5%分解;在573K达到平衡时,PCl5有97%分解。则此反应为()A、放热反应B、吸热反应C、既不放热也不吸热D、这两个温度下的平衡常数相等BB
第35页：练习题：平衡常数与温度
- 某化学反应的,,,则该反应的标准平衡常数是()A、,且随温度升高而增大B、,且随温度升高而减小C、,且随温度升高而增大D、,且随温度升高而减小
- 理想气体化学反应平衡时(),加入惰性气体后,平衡不发生移动的条件是()A、恒温恒压B、恒温恒容C、任意D、绝热恒压BB
第36页：练习题：影响平衡的因素讨论
- 已知反应在673K时达到平衡。试讨论下列因素对平衡的影响:
- 升高反应温度
- 增加系统的总压
- 增加水蒸汽的分压
- 增加碳的数量
- 通入N2
第37页：第三章重点内容
第三章重点内容
- 化学反应的平衡条件、化学反应等温方程式
- 标准平衡常数、经验平衡常数的表达式及相互之间的关系
- 有凝聚相参加的气体反应、分解压的概念及有关计算
- 温度、压力、惰性组分对化学平衡的影响
