《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第六章 化学平衡_练习题_练习题

一、总结 1.化学平衡的条件：定温定压，只做体积功，密闭系统 (4,Gm)Tp=Σv4=0 2.Van't Hoff等温方程 A,Gm=△，G+RTIn][a ∑y,4,=∑y4哈+RTInΠ

1 1.化学平衡的条件：定温定压，只做体积功,密闭系统 (rGm)T,p = Σνii =0 2. Van’t Hoff 等温方程  =  + i r m r m i i G G RT a   ln  =  + i i i i i i i RT a       ln 一、总结

3.标准平衡常数： △，G9=∑y,49=-RTInKo K9=Π(a)eg 其中：理想气体 ai=p/pe 实际气体 a;=f/pe 理想溶液 a;=X1 稀溶液 a;=c/ce,m/me 纯液（固)体 a;=1 非理想溶液 a;

2    =  i i = −RT ln K  rGm eq i i i K = (a )   其中：理想气体 ai = pi/p 实际气体 ai = fi/p 理想溶液 ai = xi 稀溶液 ai = c/c , m/m 纯液（固）体 ai = 1 非理想溶液 ai 3. 标准平衡常数：

4经验平衡常数： 对于理想气体反应 广品- 对于溶液中的反应：

3 对于理想气体反应                    =        =        =       = p RT K p n p K p p K p K K c i p x n 1 对于溶液中的反应：           = C K KC 1 4.经验平衡常数:

5.标准平衡常数与温度的关系： 积分式： nK9=△，H2+C RT K(T)-△，H品 In 2 K9(T) △，H9(T)=△Hg+(△a)T+(Ab)T2+(△c)T3 ∫-等+0+0点r

4 5. 标准平衡常数与温度的关系: 2 ln RT H T K r m p      =       C RT H K r m +  = −   ln       −  = 1 1 2 2 1 1 ( ) ( ) ln R T T H K T K T r m    微分式： 积分式： T dT R c R b RT a RT H d K          +  +  +  = 2 3 ln 2 0   rHm (T) =  3 3 2 1 2 1 0 H + (a)T + (b)T + (c)T 

6.其它因素对化学平衡的影响： =-k(品)】 T一定，K⊙为常数： △v>0,p个，Kx↓△v0,Kn个 △v<0,K2J

5 6. 其它因素对化学平衡的影响：           = p p K Kx           =  i n p n p K T一定，K为常数: >0, p, Kx 0, Kn <0, Kn

例1： 600K时，CH,C1(g)与H,O(g 发生反应 生成CH,OH(g)后，继而又分解为 (CH3)2O(g) 同时存在如下两个平衡： (1)CH,CI(g)+H,O(g)CH,OH(g)+HCI(g) (2) 2CH,OH(g)(CH3 )O(g)+H,O(g) 已知在该温度下，K9=0.00154,K92=10.6 今以计量系数比的CH,CI(g)和H,O(g)开始 求CH,C(g)的平衡转化率

例1： 3 2 3 (1) CH Cl(g) H O(g) CH OH(g) HCl(g) + + 已知在该温度下， ,1 ,2 0.00154, 10.6 K K p p = = 600 K时， CH Cl(g) 3 与 H O(g) 2 发生反应 同时存在如下两个平衡： 生成 后，继而又分解为 3 2 (CH ) O(g) CH OH(g) 3 3 3 2 2 (2) 2CH OH(g) (CH ) O(g) H O(g) + 求 CH Cl(g) 3 的平衡转化率 今以计量系数比的 CH Cl(g) 3 和 H O(g) 2 开始

解：设开始时CH,C1和H,的量各为1.0，到达平衡时， HCI的转化分数为x,生成 (CH的转化分数为y, 则在平衡时各物的量为： (1)CHC1(g)+H,O(g)、≥CH,OH(g)+HC1(g) 1-x 1-x+y x-2y X (2)2CH,OH(g)(CH3)2 O(g)+H2O(g) x-2y y 1-x+y 因为两个反应的∑y都等于零，所以K9=K

解：设开始时 和 的量各为1.0，到达平衡时， HCl 的转化分数为 x，生成 的转化分数为y， 则在平衡时各物的量为： CH Cl 3 H O2 3 2 (CH ) O 3 2 3 (1) CH Cl(g) H O(g) CH OH(g) HCl(g) 1 x 1 x y x 2y x + + − − + − 3 3 2 2 (2) 2CH OH(g) (CH ) O(g) H O(g) x - 2y y 1 - x y + + 因为两个反应的 都等于零，所以 K K p x = B B 

(x-2y)x Ke=K=(1x)1-x+y) =0.00154 K8=K:=1-x+》=10.6 (x-2y)2 将两个方程联立，解得x=0.048,y=0.009 CH,C1的转化率为0.048 生成CH,OH,HCL,(CH3),O的产率各不相同

,1 ,1 ( 2 ) 0.00154 (1 )(1 ) p x x y x K K x x y = − = = − − + 将两个方程联立，解得 x y = = 0.048, 0.009 ,2 , 2 2 (1 ) 10.6 ( 2 ) p x y x y K K x y = − + = = − 的转化率为0.048 CH Cl 3 生成 CH OH, HCl, (CH ) O 3 3 2 的产率各不相同

例3求298K时反应H2(g+1/2O2(g)=H2O()的Ke 己知298K时H20(g)的4Hme=-241.8 kJ-mol1;H2 (g、02(g、H20(g)的标准熵值Sme分别为130.6， 205.0,188.7JK1mo1;水的蒸气压为3.17kPa 解：先求反应H2(g+1/202g)=H20(g） 4,Hme=4Hme(H20g）=-241.8kJm01; 4,Sme=∑ySmi9 =Sm.(H2O,g)-Sm.i(H2g)-1/2Sm.i(2g) =-44.4JK1m0l1; A,Gme=AHme-TA Sme=-228.6 kJ.motl;

例3 求298K时反应H2 (g)+ 1/2O2 (g)=H2O(l)的K 已知298K时H2O (g)的fHm  = – 241.8 kJmol-1 ;H2 (g)、O2 (g)、H2O(g)的标准熵值Sm 分别为130.6, 205.0, 188.7 J K-1 mol-1 ; 水的蒸气压为3.17 kPa 解：先求反应 H2 (g)+ 1/2O2 (g)=H2O(g) rHm  = fHm  (H2O,g) = – 241.8 kJmol-1 ; rSm  =  iSm,i  =Sm,i (H2O,g) –Sm,i (H2 ,g) –1/2Sm,i (O2 ,g) = – 44.4 J K-1 mol-1 ; rGm  = rHm  －TrSm  = – 228.6 kJmol-1 ;

再求反应H2(g+1/202(g=H20() (1)H2(g)+1/202(g=H20(g) 4,Gme(1) (2)H20(g,pe)=H20(g,3.17kPa) 4,Gm(2) (3)H20(g,3.17kP)=H20L,3.17kPa) △，Gm3)=0 +(4)H20g,3.17kP)=H20Lp9) △，Gm(4)≈0 得：H2(g+1/202(g)=H20(0 ∴.4，Gme=4,Gnme(1)t4,Gm(2)t4,Gm3)+4,Gm(4) =4,Gme(1)+4,Gm(2)+0+0 其中4，Gm2)=RT1npp)=-8.584kJ0 A,Gm(1)=-228.6 kJmoHl 4,Gme=-237.2kJ0l1 K9=3.79X1041

再求反应 H2 (g)+ 1/2O2 (g)=H2O(l) (1)H2 (g)+ 1/2O2 (g)=H2O(g) rGm (1) (2)H2O(g, p) = H2O(g,3.17kPa) rGm (2) (3)H2O(g, 3.17kPa)=H2O(l, 3.17kPa) rGm (3)=0 (4)H2O(l, 3.17kPa) = H2O(l, p) rGm (4)0 得: H2 (g)+ 1/2O2 (g)=H2O(l) ∴ rGm  = rGm  (1)+ rGm (2)+ rGm (3)+ rGm (4) = rGm (1)+ rGm (2)+ 0+0 其中 rGm (2)＝RTln(p/p) = –8.584 kJmol-1 rGm (1)= – 228.6 kJmol-1 rGm  = – 237.2 kJmol-1 K  = 3.79×1041 +