大连理工大学：《无机化学》课程PPT教案课件（第二版）第一篇 化学反应原理 第四章 化学平衡、熵和Gibbs函数

第四章化学平衡 嘀和 Gibbs函数 §41标准单衡常数 §42标准平衡常数的应用 §4.3化学平衡的动 §44自发变化和熵 §4.5 Gibbs菡数

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

§41标准平衡常部 4.1.1化学平衡的基本特征 4.12标准平衡常数表达式 4.13标准平衡常数的实验测定 3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

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) rF×107r×107 mo 0.01000.0100 76.0 2000 0.003970.003970.012112.02.04 4850 0.002130.002130.01573453.43 令川反应开始:c(H2)(l2)较大,c(H)=0,m正较大,为0 到反应进行:c(H2)c(L)减小减小c(H)增大增大 某一时刻:r正r,系统组成不变,达到平衡状态

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)+12(g)=2HI(g) 机邵学电國图 ts

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: 厂正=7逆0 特征: 机邵学电國图 (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

412标准平衡常数表达式 对于气相反应: H2(g)+12(g)=2H(g [p(HI)/p°] K Ip(H2)/pep(2)/peI ∥对于溶液中的反应 化学电孕國 Sn+(aq)+2Fe(aq)Sn4+(aq)+2Fe2+(aq) e [c(Sn"t)/ce I[c(Fet)/] [c(Sn2+)/e][c(Fe3+)/]2

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(ag+CC(s)=xX(g+yY(aq)+zzo K p(X)/pe」c(Y)/cey p(a) pelc(b)ce1 劉*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

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)+12(g)=2H(g) K Lp(hi)/pei K Lp(h,)pelea,)/pe 1H2(g)+112(g)=H(g)k9 Lp(hi/peI eB[P(H2)/pe]2[p(2)l py2 (9)12 ‖K2= 2HI(g)=H2(g)+I2(g) K ks[p(H2)p°p(12)/p Ip(HI)/p°]2 =(K

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 ①2BCl(g)Cl2(g)+Br(g)的KA=045 ②2(g)+Br2(g)=2IB(g)的K2=0051 计算反应 ③2BrC(g)+I2g)2Br(g)Cl2(g)的K 机邵学电國图 解:反应①+②得: 2BrCI(8+b(g)=2iBr(g)+ Cl2(g K3=K·K2=045×0051=0023

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)

413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)+W2o(g=2 GenOa(g 若反应开始时,GeO和W2O的分压均 为1000,平衡时GewO4(g)的分压为 980kPa。求平衡时GeO和W2O的分压以及 ∥及应的标准平衡常数

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)