《无机化学》课程PPT教学课件（大连理工版）ch4 化学平衡、熵和Gibbs函数

第四章化学平衡 熵和Gibbsi函数 ק4.1 标准平衡常数 ק4.2标准年衡常数的寇用 ק4.3化学平衡的移动 ק4.4自发变化和熵 ק4.5 Gibbs盏数 回

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 ©4.1.1化学平衡的基本特征 34.1.2 标准平衡常数表达式 34.1.3 标准平衡常数的实验测定 返回

§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

4.1.1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 r正X106 r逆×107 t/s H2(g)+I2(g=2H(g mol L'.s 0 0.0100 0.0100 0 7.60 0 2000 0.003970.00397 0.0121 1.20 2.04 48500.002130.002130.0157 0.345 3.43 西 反应开始：c(H2),c(L2)较大，c(H)=0, 学电子 r正较大，逆为0；反应进行：c(H2),c(L2)减小 r正减小，c(HⅢ)增大，”逆增大；某一时刻： 闲 r正=逆， 系统组成不变，达到平衡状态

0 0.0100 0.0100 0 7.60 0 2000 0.00397 0.00397 0.0121 1.20 2.04 4850 0.00213 0.00213 0.0157 0.345 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 1 / mol L − c  1 1 mol L s − −   H (g) I (g) 2HI(g) 2 + 2 r正×106 r逆×107

H2(g)+I2(g)±2HΠ(g (I-S.1-1-low) r正 r逆 t/s 无机化学电子教茶 HI HI H HL t/s 0 t/s

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

化学平衡： 在一定条件下，可逆反应处于化学 平衡状态： r正=r逆0 特征： 无机化学电子款 (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

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 对于气相反应： H2(g)+I2(g)=2HΠ(g) Ko= [p(H)/p9]2 [p(H2)/pe][p(I2)/pe] 对于溶液中的反应： 无机化学电子 Sn2+(aq)+2Fe3+(aq)-Sn4+(aq)+2Fe2*(aq) xe_[c(Sn)/ce lIc(Fe2+)2 [c(Sn2)/ce ][c(Fe3+)c ]2 阕

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 =

对于一般的化学反应： aA(g)+bB(aq)+cC(s)=xX(g)+yY(aq)+zZ(D kolpX)ipeple(Y)cop Ip(A)/pejalc(B)Ic 无机化学电子 *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。 察

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)+I(g)=2HI(g) K K9= [p(H)/pe12 [p(H2)/pe][p(L2)/pe] H2g+}12(g)一Hg) K 2 2 K9= [p(HⅡ)/pe] 无机化学电子教 [pH,)/pJ'2Ip,)/p9=K9)2 2HI(g)=H2(g)+I2(g) K I(H)/pp)/p1- [p(HI)/pe

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 例题：已知25℃时反应 ①2BrCl(g)=C12(g)+Br2(g)的K9=0.45 ②L2(g)+Br2(g)=2IBr(g)的K8=0.051 计算反应 ③2BrC1(g+2(g)=2IBr(g+C12(g)的K9。 解：反应①+②得： 化学电子数 2BrCl(g)+12(g)=2IBr(g)+Cl2(g) K9=K9·K9=0.45×0.051=0.023

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)

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 应生成GeWO4(g) 2GeO(g)+W2O6(g)-2 GeWO(g) 无机化学电子教 若反应开始时，GO和W,O。的分压均 为l00.0kPa,平衡时GeWO4(g)的分压为 98.0kPa。求平衡时GeO和W,O6的分压，反 应的标准平衡常数，平衡转化率

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，反 应的标准平衡常数，平衡转化率。 2GeO (g) +W2O6 (g) 2 GeWO4 (g)