北京化工大学：《物理化学》课程电子教案（PPT教学课件，工科化工专业）第五章 化学平衡 Chemical equilibrium

目录 本章基本要求 §5-1化学反应的吉布斯函数变化 §5-2理想气体反应等温方程及标准平衡常数 §5-3理想气体反应平衡常数与平衡组成 §5-4标准摩尔反应吉布斯函数计算 §5-5温度对标准平衡常数的影响 §5-6压力和反应物组成对平衡的影响 §5-7同时平衡反应 §5-8真实气体反应平衡 §5-9混合物溶液反应平衡 理论与科研结合应用实例 科学家史话 参考书

本章基本要求 §5-1化学反应的吉布斯函数变化 §5-2理想气体反应等温方程及标准平衡常数 §5-3理想气体反应平衡常数与平衡组成 §5-4标准摩尔反应吉布斯函数计算 §5-5温度对标准平衡常数的影响 §5-6压力和反应物组成对平衡的影响 §5-7同时平衡反应 §5-8真实气体反应平衡 §5-9混合物溶液反应平衡 理论与科研结合应用实例 科学家史话 参考书 目 录

本章基本要求 1、了解热力学第三定律，规定熵、标准熵，理解标准摩尔 反应熵定义及计算。 2、理解摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、 物质标准摩尔生成吉布斯函数定义及应用。 3、了解化学反应过程的推动力。 4、掌握标准平衡常数的定义。理解等温方程和范特霍夫方 程的推导及应用。 5、掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断 在一定条件下化学反应可能进行的方向，会分析温度、 压力、组成等因素对平衡的影响。 6、了解真实气体化学平衡及溶液中的化学平衡。 第五章

本章基本要求 1、了解热力学第三定律，规定熵、标准熵，理解标准摩尔 反应熵定义及计算。 2、理解摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、 物质标准摩尔生成吉布斯函数定义及应用。 3、了解化学反应过程的推动力。 4、掌握标准平衡常数的定义。理解等温方程和范特霍夫方 程的推导及应用。 5、掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断 在一定条件下化学反应可能进行的方向,会分析温度、 压力、组成等因素对平衡的影响。 6、了解真实气体化学平衡及溶液中的化学平衡。 第五章

§5-0 引言 用热力学的方法研究化学反应的方向和限度 1、在反应条件下的反应方向和极限产率； 2、改变反应条件如：压力、温度物料配比 等，得到更大的产率； 3、通过理论计算同实际生产对比，估计 提高产率的幅度

§5--0 引言 用热力学的方法研究化学反应的方向和限度 1、在反应条件下的反应方向和极限产率； 2、改变反应条件如：压力、温度物料配比 等，得到更大的产率； 3、通过理论计算同实际生产对比，估计 提高产率的幅度

§5-1化学反应的吉布斯函数变化 反应进度 有反应： aA+bB=cC+dD 0=V1A1+V2A2+.+VA1+.. 0=cC+dD-aA-bB 即 0=∑yBBg nB(5)一nB(5) △h=△n2=.= △n:=号 VB V V2 飞：表示反应进行的程度，称为反应进度

  §5-1 化学反应的吉布斯函数变化 反应进度 aA + bB = cC + dD 0=1A1 + 2A2+…. + iAi +….        =  =  =  = −  i i B nB nB n n n 2 2 1 ( ) ( ) 1 ：表示反应进行的程度，称为反应进度。 有反应： B B B B cC dD aA bB = = + − − 0  0 即

一个mol反应 反应进行到△n恰好为各自的计量系数所示的数 量时，称发生了一个单位反应。 △n=5=1mol dni =d5 Vi dn;=vid 化学反应系统中，当各组分的原始量一定时，反应到任意 瞬间时，各组分的量决定于反应进度ξ

一个mol反应:  反应进行到△ni恰好为各自的计量系数所示的数 量时，称发生了一个单位反应。 mol n i i = =1      d dn i i = 化学反应系统中，当各组分的原始量一定时，反应到任意 瞬间时，各组分的量决定于反应进度。 dni = i d 

一、摩尔反应吉布斯函数变 T、p,进行一个微小反应时组成不变引起反应的吉布斯函数变化drG dG=∑4dne B dn;=vid d,G=∑A,dn,=∑l,yd5 定义 --摩尔反应吉布斯函数变

一、摩尔反应吉布斯函数变 T、p，进行一个微小反应时组成不变引起反应的吉布斯函数变化drG B B B dG =  dn dni = i d  d G  dn   d B B B B B r = B = 定义 B r m B B T P r G G = =               ， -------摩尔反应吉布斯函数变

在一定T、p和组成不变的条件下，lmol反应的吉布 斯函数变，即(OG/)p称为摩尔反应吉布斯函数变，用 △rGm表示。 A称为化学亲和势，即 A=-△，Gm= O,G 05 反应推动力。 自发 A=-△，Gm≥0 平衡

T P r r m G A G ,           = − = −  A称为化学亲和势，即 反应推动力。 = −  0 A r Gm 自发 平衡 在一定T、p和组成不变的条件下，1mol反应的吉布 斯函数变，即(G/)T,P称为摩尔反应吉布斯函数变，用 ΔrGm表示

二、化学反应的平衡条件 恒温、恒压下，化学反应总是向着吉布斯函数减小的方 向进行。 G T、p 自发 化学反应的平衡条件： △，Gm=VBB=0 G 自发 1 反自发 0 平衡

化学反应的平衡条件： rGm = BB=0 二、化学反应的平衡条件 恒温、恒压下，化学反应总是向着吉布斯函数减小的方 向进行。  G 0 T P G ，            T、p 自发 自发 反自发 平衡

理想气体反应的化学平衡

理想气体反应的化学平衡

§5-2等温方程及标准平衡常数 一、理想气体化学反应等温方程 摩尔反应吉布斯函数变：△Gm=∑VB 代入理想气体混合物中组分B的化学势：μgg+RTInp/p° -,+2 令：∑yaH=A,G0 .=A+whn会】

§5-2等温方程及标准平衡常数 一、理想气体化学反应等温方程 代入理想气体混合物中组分   B的化学势：B =B+RTlnpB/p 摩尔反应吉布斯函数变： rGm = BB B B B B B B B B B B B B B B B p p RT p p G RT                      = +          = = + ln ln     B p p G G RT B r m r m           =  + ln        r m B B G B 令： = 