安康学院：《无机化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 化学平衡 熵和Gibbs函数

一学碗 第四章化学平衡熵和 Gibbs函数 §4.1标准平衡常数 §4.2标准平衡常数的应用 54.3化学平衡的移动 54.4自发变化和熵 ibbs函数

第四章 化学平衡 熵和Gibbs函数 §4.5 Gibbs函数 §4.4 自发变化和熵 §4.3 化学平衡的移动 §4.2 标准平衡常数的应用 §4.1 标准平衡常数

§4.1标准平衡常数 411化学平衡的基本特征 4.1.2标准平衡常数表达式 413标准平衡常数的实验测定

§4.1 标准平衡常数 4.1.3 标准平衡常数的实验测定 4.1.2 标准平衡常数表达式 4.1.1 化学平衡的基本特征

411化学平衡的基本特征 大多数化学反应都是可逆的。例如: C/mol-L H2(g)+12(g)=2H(g) 正×1077逆×107 mol·L·s 00.01000.010007600 20000.003970.003970.01211202.04 48500.002130.002130.01573.453.43 反应开始:c(H2),c(L2)较大,C(H)=0,r正较大,厂逆为0; 反应进行:c(H2)c(12)减小,正减小;c(H增大,增大; 某一时刻:r正=1逆,系统组成不变,达到平衡状态 化学与生命科学系

0 0.0100 0.0100 0 76.0 0 2000 0.00397 0.00397 0.0121 12.0 2.04 4850 0.00213 0.00213 0.0157 3.45 3.43 反应开始：c(H2 ),c(I2 ) 较大, c(HI) = 0, r正较大,r逆为 0； 反应进行：c(H2 ),c(I2 )减小,r正减小,c(HI)增大,r逆增大； 某一时刻：r正= r逆，系统组成不变，达到平衡状态。 大多数化学反应都是可逆的。例如： 4.1.1 化学平衡的基本特征 t/s /(mol L ) −1 c  1 1 mol L s − −   H (g) I (g) 2HI(g) 2 + 2 r正×107 r逆×107

H2(g)+1(g)=2HM)等院 正 0逆 HI 三 HI HI t/ t/s 化学与生命科学系

r 正 r 逆 r/(mol·L - 1·s - 1 ) H (g) I (g) 2HI(g) 2 + 2

⑥坐等庞 化学平衡: 在一定条件下,可逆反应处于化学 平衡状态: 正=r逆≠0 特征: (1)系统的组成不再随时间而变。 (2)化学平衡是动态平衡。 (3)平衡组成与达到平衡的途径无关 比学与命科学

化学平衡： 特征： （1）系统的组成不再随时间而变。 （2）化学平衡是动态平衡。 （3）平衡组成与达到平衡的途径无关。 在一定条件下，可逆反应处于化学 平衡状态： r正=r逆≠0

4.1.2标准平衡常数表达式堡等院 对于气相反应: 2(g)+I2(g)=2H(g Lp(hi/pel k=[p(H12)p9p()p9 对于溶液中的反应: Sn f(aq)+2Fe(aq)Snt(aq)+2Fe2*(aq) ke-Lc(nf)/ce J[c(Fe2+)/ 12 Te sn t/ee lre(feel 比学与命科学系

4.1.2 标准平衡常数表达式 对于溶液中的反应： H (g) I (g) 2HI(g) 2 + 2 对于气相反应： [ (H )/ ][ (I )/ ] [ (HI)/ ] 2 2 2 p p p p p p K = Sn2+(aq)+2Fe3+(aq) Sn4+ (aq)+2Fe2+(aq) 2 3 2 4 2 2 [ (Sn ) ][ (Fe ) ] [ (Sn ) ][ (Fe ) ] c /c c /c c /c c /c + + + + K =

⑥坐等庞 对于一般的化学反应: aA(g+bb(aq)+cc(s)=xX(g+yY(aq+zzO p(x)/p°}[e(Y)/cey K Ip(A pec()/ *K是量纲一的量 *K是温度的函数,与浓度、分压无关。 *标准平衡常数表达式必须与化学反应计 量式相对应 化学与生命科学系

对于一般的化学反应： aA(g) + bB(aq) + cC(s) xX(g) + yY(aq) + zZ(l) K  ( )   ( )   ( )   ( )  b c c a p p y c c x p p A / B / X / Y / =  K 是温度的函数，与浓度、分压无关。 * 标准平衡常数表达式必须与化学反应计 量式相对应。  K 是量纲一的量

H2(g)+I2(g)=2H(g) 等碗 Lp(hi)/pei KY[P(H2)P°(12)/P°] H2(g),12(g)=H(g)K Lp(Hi/pe] K [p(H2)/p°][p(2)pe/2=k9) 2H(g)=H2g)+I2(g) K K3= Ip(H2lpep,/pe lp(h)iper(ki-I 比学与命科学系

H (g) I (g) 2HI(g) 2 + 2 K 1 [ (H )/ ][ (I )/ ] [ (HI)/ ] 2 2 2 p p p p p p K 1 = 2 I 2 (g) HI(g) 2 1 H (g) 2 1 + K 2 K 2 K 1 ( )1/2 = = 1/ 2 2 1/ 2 2 [ (H )/ ] [ (I )/ ] [ (HI)/ ] p p p p p p 2HI(g) H2 (g)+ I2 (g) K 3 =( ) K 1 K -1 3 [ (H ) / ][ (I ) / ] [ (HI) / ] 2 2 2 p p p p p p =

多重平衡原理架等庞 例题:已知25℃时反应 ①2BC(g)=Cl2(g)+Br2(g)的K8=045 ②2(g+B2(g)=2IB(g)的K2=0051 计算反应 ③2BCl(g)+12(g=2Br(g)+C2(g的K9 解:反应①+②得: 2 Brci(g+ l2(g)=2iBr(g+ cl(g K3=KK2=0.45×0.051=0023 比学气生命科学

例题：已知25℃时反应 多重平衡原理 解：反应① + ②得： K 3 = K 1 ·K 2 = 0.45×0.051=0.023 ③2BrCl (g)+ I2 (g) 2IBr(g)+ Cl2 (g)的 K 3 。 ②I2 (g)+Br2 (g) 2IBr(g)的 K 2 =0.051 计算反应 ①2BrCl(g) Cl2 (g)+Br2 (g)的 K 1 =0.45 2BrCl (g)+ I2 (g) 2IBr(g)+ Cl2 (g)

⑥坐律等庞 4.1.3标准平衡常数的实验测定 例题:定温定容下,GeO(g)与W2O6(g)反 一应生成GeWO4(g): 2Geo(g)+W2O6(g=2 GeWO (g) 若反应开始时,GeO和W2O的分压均 为1000kPa,平衡时GeWO4(g)的分压为 980kPa。求平衡时GeO和W2O的分压以及 反应的标准平衡常数。 化学与生命科学系

例题：定温定容下，GeO(g)与W2O6 (g) 反 应生成GeWO4 (g) ： 4.1.3 标准平衡常数的实验测定 若反应开始时，GeO和W2O6 的分压均 为100.0kPa，平衡时GeWO4 (g) 的分压为 98.0kPa。求平衡时GeO和W2O6的分压以及 反应的标准平衡常数。 2GeO (g) +W2O6 (g) 2 GeWO4 (g)