《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第4章 化学平衡

反应等温方程 反应△G9 四 经验平衡常数 免缘平测 平衡常数测定 温度对K螺影响 其它因素的影响 平衡组成计算 习题课

§4.1化学反应的方向和限度 一、化学反应的限度 二、反应系统的Gibbs自由能 三、化学反应的平衡常数和等温方程

一、化学反应的限度 对于反应：Reactants forward Products backward 当反应达到平衡态时，具有下列特征： 1.系统中各物质的数量不再随时间而改变。即反应 进度达到极限值一g(反应的限度)。 2.宏观上看反应停止了，实际上达到动态平衡。 rate(forward)=rate(backward) 3.平衡不受催化剂的影响 4.反应条件不仅能影响平衡，还能改变反应方向。 如：加压能使石墨金刚石

二、反应系统的Gibbs自由能 任意化学反应：（)zp,W=0时，反应方向和限 度的判据为： (dGzp=ΣsdnB=∑ggd5≤0 其中d5为反应的进度。d5=dBB 〔0逆向自发 反应系统的吉布斯自由能G如何随ξ变化呢？

设一简单的理想气体反应： ()印 A(g) B(g) 44*>4g*,即Gm4*>GmB* 5=0 nA=Imol ng-0 5 na-1-5 ng=5 G* G 0 5

系统Gibbs自由能G随5的变化为一条曲线 都向着系统Gibbs自由能降低的方向进行。 0反应逆向自发。 反应平衡条件： ()rp(W'=0) MB" (△，Gm)rp=∑ys4g=0 >0 G 6

三、化学反应的平衡常数和等温方程 假设有理想气体化学反应aA+bB 二gG+hH 当反应达到平衡g4G+ha=a44+bB 混合理想气体B的化学势表达式为： Cpm=gD+RTn号 则上式可写为 +aRTin bTn

即 Pa n RT (g8+h唱-a-bg) 式中，pB为B物质在平衡时的分压。因为等式右边 各项都只是T的函数，T一定时，等式右边为一常 数。所以 =常数=K 08 o. p 标准平衡常数，一定温度 时为一定值，量纲为1 8

n RT (g8+h日-a4-bg) 如果令8呢+h4唱-a4-b4哈=△，G 则 反应的标准吉布斯函数 变化，指反应物和产物 均处于标准态时，产物 △，GR=-RTIn K 的吉布斯函数与反应物 的吉布斯函数总之差 9

若反应在定温定压下进行，其中各分压是任意的， 而不是平衡态时的分压，则反应系统的吉布斯函数 变化为： △，Gm=(gG+hua)-(a44+bB) 0 =(ge+h日-au-b4g)+RTl 范特霍夫等温方程 △，Gm=△，Gm+RTln2。 =-RTIn K°+RTIQ, Qp 10