厦门大学化学化工学院：《物理化学》课程电子教案（PPT教学课件）第五章 化学平衡

物狸化学电子教案一第五章 SITAS B

物理化学电子教案—第五章

5.1化学平衡的条件和反应的亲和势 6化学反应体系 6热力学基本方程 6化学反应的方向与限度 8为什么化学反应通常不能进行到底 6化学反应亲和势

5.1 化学平衡的条件和反应的亲和势  化学反应体系  热力学基本方程  化学反应的方向与限度  为什么化学反应通常不能进行到底  化学反应亲和势

化学反应体条一 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: CD+e+…→>fF+gG+ 各物质的变化量必须满足: 0=∑vB 根据反应进度的定义,可以得到: dn dn=vd

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： d e f g D E F G + +  → + +  B B 0 B = 各物质的变化量必须满足： B d B d   n = d d nB B =  根据反应进度的定义，可以得到：

热力学基本方程 dG=-ST+pp+∑ndmn 等温、等压条件下, (dG)=∑dh=∑vd5 d5) OG 05 ∑ eBAB (a) 当2=1mol时: (△Gnx=∑vA

热力学基本方程 = − + +  B B B dG SdT Vdp  dn , B B B B B B （ ）d d d G n T p = =       B B (d d ) n =  等温、等压条件下， , B B B ( ) (a) T p G     =   当  = 1 mol 时： r m , B B B (b) （ ）  = G T p  

热力学基本方程 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(或相变 化);因为对于一个单组分单相封闭体系,不可能发生既等 温又等压的状态变化。可见,d是体系组成变化方向的判据 (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; 式(b)表示在大量的体系中发生了反应进度等于1mol 的变化。这时各物质的浓度基本不变,化学势也保持不变

热力学基本方程 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(或相变 化）；因为对于一个单组分单相封闭体系，不可能发生既等 温又等压的状态变化。可见，dG是体系组成变化方向的判据。 （2）反应过程中，各物质的化学势保持不变。  B 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 用()2,∑vH或(AGm)判断都是等效的。 (△Gm),p0反应自发地向左进行,不可能自发 向右进行 (△Gm)n=0反应达到平衡

化学反应的方向与限度 用 , B r m , 判断都是等效的。 B ( ) , ( ) T p B T p G   G      或 r m , ( )  G T p  0 反应自发地向右进行 r m , ( )  G T p  0 反应自发地向左进行，不可能自发 向右进行 r m , ( ) 0  G T p = 反应达到平衡

一化学反应的方向与限度一 用(),判断,这相当于G~图上曲线的斜率, 因为是微小变化,反应进度处于0~1mol之间。 应自发向右进 )。0反应自发向左进 ),=0 行,趋向平衡 G 反应达到平衡 体亲的吉布斯自由能和的关亲

化学反应的方向与限度 用 判断，这相当于 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。 T p G , ( )   G ~  ( ) ,  0   T p G  反应自发向右进 行，趋向平衡 ( ) ,  0   T p G  反应自发向左进 行，趋向平衡 ( ) , = 0   T p G  反应达到平衡

化学反应的方向与限度 OG )<0 G 体亲的吉布斯自由能和的关亲

化学反应的方向与限度

为什么化学反应通常不能进行到底? G a丿总是对应于某特定的反应进度,代表了体系处于该 反应进度下的反应趋势。在反应的各个不同瞬间,其值都 是在变化着的。 严格讲,反应物与产物处于同一体系的反应都是可逆的, 不能进行到底。 只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应,可 以粗略地认为可以进行到底

为什么化学反应通常不能进行到底？ 严格讲，反应物与产物处于同一体系的反应都是可逆的， 不能进行到底。 只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应，可 以粗略地认为可以进行到底。 T P, G          总是对应于某特定的反应进度ξ，代表了体系处于该 反应进度下的反应趋势。在反应的各个不同瞬间，其值都 是在变化着的

为什么化学反应通常不能进行到底? 以反应D+E2F为例,在反应过程中吉布斯自 由能随反应过程的变化如图所示。 R点,D和E未混合时吉布 因D、E混合 自由能降低 斯自由能之和; P点,D和混合后吉布斯 自由能之和; G 因生成F后 D、E、F混 后的自由能降低 T点,反应达平衡时,所有 物质的吉布斯自由能之总 和,包括混合吉布斯自由 能 nD- 体亲的自由能在反应 S点,纯产物F的吉布斯自由能。程中的变化(示意图

为什么化学反应通常不能进行到底？ 以反应 为例，在反应过程中吉布斯自 由能随反应过程的变化如图所示。 D E 2F + R点，D和E未混合时吉布 斯自由能之和； P点，D和E混合后吉布斯 自由能之和； T点，反应达平衡时，所有 物质的吉布斯自由能之总 和，包括混合吉布斯自由 能； S点，纯产物F的吉布斯自由能