化学平衡基本原理课件.ppt

1、原子、分子结构与化学键原子、分子结构与化学键物质状态物质状态热力学基本定律及热力学基本定律及热化学热化学统计热力学基础统计热力学基础多组分体系热力学多组分体系热力学要点：要点：化学反应等温式化学反应等温式平衡常数平衡常数平衡移动平衡移动酸碱平衡酸碱平衡沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡mfGrmGpK 热力学基本公式适用条件？热力学基本公式适用条件？dUTdSpdVdHTdSVdpdASdTpdVdGSdTVdp 封闭体系封闭体系 不做非体积功不做非体积功 组成恒定组成恒定 可逆过程可逆过程 对不可逆过程，可用设计可逆过程的方法进行对不可逆过程，可用设计可逆过程的方法进行计算计算 1 不可逆相变，等不可

2、逆相变，等T、p时，由公式，时，由公式，G=0，与事实不符。与事实不符。2 若有化学变化发生，根据若有化学变化发生，根据 Gibbs 函数减原理，函数减原理，反应物与平衡应由反应物与平衡应由 GT,p 0 来判断，但上述反来判断，但上述反应可能得到应可能得到 GT,p=0 组成可变系统，组成改变方式有两种：组成可变系统，组成改变方式有两种：1，有化学变化发生，但系统与环境没有物质，有化学变化发生，但系统与环境没有物质交换，即组成可变的封闭系统交换，即组成可变的封闭系统 2，系统与环境有物质交换，但不一定有化学，系统与环境有物质交换，但不一定有化学变化发生，即敞开系统。变化发生，即敞开系统。(,

3、.,)12UU S V n nnkC BC BC B2i=1i=B1(),()()()()()()()jjj iBC BC1kV,nS,nS,V,niiiiS,V,nS,p,nT,V,nT,p,nBBBT,p,nBBBU=U(S V n nn)UUUdUdSdV dnSVnTdSpdV dnUGGnHAGnnnnBBBBBBBBBBBBdU=TdS-pdV+dndH=TdS+Vdp+dndA=-SdT-pdV+dndG=-SdT+Vdp+dnBBBdn的物理意义?BBB()RRBBBBRRBBdUQWTdSWWdUTdSpdVdn dnWpdVWpdV dn 可逆过程代表除压力外不受其他广义力

4、的作用，即系统不做电功、表面功等。因此，这种非体积功完全是由组成改变或化学变化所致，称为化学功。00011()()()dUT dSp dVdndUT dSp dVdndUdUdUdVdVdVdndndndSdSdSppdUdVdnTTTTTT()()0dSdndnTTTTdn 若0，则0DEFGDEFGGDEFDEFGBBBBBBBdndndndnnndnddnd反应中计量符合：,()BBBT pBBBBBBrmT pBBBdG=SdT+Vdp+dndndGG ()()2()(ln)(ln)(ln)()()ln(lnlnln)BBDDEEFFBDEFDDEEFFDDEEFFDEFDDEEFFD

5、 gE gF gGnnnnpppnRTnRTnRTppppnnnnnnRTpRT nxnxnx,0,0,12(1)2()2(1)2ln2(1)2ln(1)ln22(2)22ln(1)ln(1)2()(2)2lnln(1)2DEFDDEFDDEDFDDDDDDEFFDDDDDT pDEFDDnnmolnnnnnmolpGnnRTpnnRT nnppGnnRT nnnGnRTnn体系自由能在反应过程中的变化体系自由能在反应过程中的变化G01DnD+EP2FT反应：反应：DE=2F 1.rGm=G产物产物-G反应物反应物 即化学平衡时产物的即化学平衡时产物的 Gibbs 自由能等于反应物自由能等于反

6、应物的的 Gibbs 自由能自由能 2.化学反应一定存在化学反应一定存在化学平衡吗？化学平衡吗？BB,BB0BBBBBB()=0=,lim1=()ln()T prmBBBBBBBpBBrmBBBrmBBrmBGGfpRTlnRTlnppfGRTlnpfGRTlnpfGRTp 封闭单相、不作非膨胀功、化学反应体系：封闭单相、不作非膨胀功、化学反应体系：DEFGdefg Bln()BrmrmBfGGRTp()()()()lnfgGFdeDEmrmrppppppppRTGG()()()()0lnlnfgGFmpdeDErmrppppppppRTRTKGG平衡）（平衡时，理想气体化学反应体系：理想气体

7、化学反应体系：()()()()lnlnfgGFpdeDErmppppppppRTKRTGlnlnppRTKRTQ判据：标准平衡常数标准平衡常数（热力学平衡常数）（热力学平衡常数）特点：特点：BB()BppKp平BB*BBBBBBBBBBBB(,)(,)ln(,)()ln(,)ln=(,)=ln=lnln=0,ln()BBBBpBBBppBBBprmBBBBrmBrmBBrmrmpBBpBT p xT pRTaT pdpRTapT pV dpRTaGT p xRTaGRTaGRTaGGRV dpTa lneaBRTK,0,*,*,*,*BBB,BBB,lim1(,)ln(,)()ln(,)ln(

8、,)ln=(,)=(,)lnln(,)BBx BBx Bx BBxx BBBx BpBBx BpBx BBx BrmBBBpBpBx BrmpkaarxrT p xRTaT pdpRTapT pRTaT pRTaGT p xTTpRTaGRTpV dp BB,BB=0,ln()lnx BBrmrmBBeaBaGGRTaRTK BBnnBB=1B=1NnNBBBB=1B=1B=n+1nNBBB=1B=n+1NBB=n+1NnBB=1B=1=00lnl)n(lnrmBBBBBBBBepBBGpRTRTKRTppp 平衡时：32CaCO(s)CaO(s)CO(g)2(CO)ppKp称为 的解离压力)

9、CO(2p)s(CaCO3 有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复相化学反应应称为复相化学反应。其热力学平衡常数只与气态其热力学平衡常数只与气态物质的压力有关物质的压力有关。S(g)H)g(NHHS(s)NH234例如：例如：S)H()NH(23ppp解离压力解离压力322(NH)(H(14)S)ppppppKp反应反应 在在523.2K、平衡后测得平衡混合物的密度为平衡后测得平衡混合物的密度为2.695kg m-3。计算的离解度；反应的计算的离解度；反应的 和和 。532PCl(g)PCl(g)Cl(g)pKrmG532(1-)ePCl(g)

10、=PCl(g)+Cl(g)t=0n00t=tnnnp(1)=(1)(1)555PClPClPClWWpVnRTRTRTMM混55PClPClW11(1)RTRTV MMp混0.803252PClClpPClp()pp1 K1.7781 ppp()1 1rmp GRTlnK2.502kJ mol lnrmrmpGGRTQ lnrmaGRTK rm/GRTaKermG的用途：的用途：1.计算热力学平衡常数计算热力学平衡常数 温度温度T 时，反应物和生成物都处于标准态，发生反应时，反应物和生成物都处于标准态，发生反应进度为进度为1 mol 的的化学反应化学反应 Gibbs 自由能的变化值。自由能的变

11、化值。2.计算实验不易测定的平衡常数计算实验不易测定的平衡常数3近似估计反应的可能性近似估计反应的可能性mrG1 的估算的估算rm()GTr(298.15 K)T rmrmrm()()()GTHTTST 当当 不大，或不要作精确计算时，设不大，或不要作精确计算时，设 ，则：，则：pC0pCrmrmrrmr()()()GTHTTSTabT 2 2估计反应的有利温度估计反应的有利温度rmrm(1)()0,()0HTSTrmrm(2)()0,()0HTSTrmrrmr()()HTTST转折）时的温度称转折温度，反应方向变化。时的温度称转折温度，反应方向变化。rm()0GT2112()()lnlnln

12、lnmmfmfmGpGpGGpVGnRTnRTpVpRTppRTp 对理想气体：对理想气体：dT=0dG=-SdT+Vdp=Vdp (适用于任何物质适用于任何物质)在标准压力下，由稳定单质生成在标准压力下，由稳定单质生成1 mol化合物时化合物时吉布斯自由能的变化值：吉布斯自由能的变化值：mfG（化合物，物态，温度）通常在通常在298.15 K时的值有表可查。时的值有表可查。BBBBBB=(B)(B)(B)rmfmfmfmGGGG产物反应物 电解质溶液溶质的浓度主要用质量摩尔浓度表电解质溶液溶质的浓度主要用质量摩尔浓度表示，用的标准态是示，用的标准态是 且具有稀溶且具有稀溶液性质的假想状态，这

13、时规定的相对标准为：液性质的假想状态，这时规定的相对标准为：-11 mol kgm-1m(H,1 mol kg)0fGaq m 由此而得到其他离子的标准摩尔生成吉布斯自由此而得到其他离子的标准摩尔生成吉布斯自由能的数值。由能的数值。50 oC 下，用下，用 KCl(s)与与 O2(g)反应制备反应制备KClO3(s)，KCl(s)+3/2 O2(g)=KClO3(s)，问：，问：氧气压力为氧气压力为 时，反应能否进行？时，反应能否进行？要求氧气压力为多少时，反应才能进行？要求氧气压力为多少时，反应才能进行？p物质物质KCl(s)-435.982.68O2(g)0205.03KClO3(s)-3

14、91.2142.971,298/fmKHkJ mol11,298/mKSJ Kmol23111313KCl(s)O(g)KClO(s)2(1)(298)391.2(435.9)44.73(298)142.9782.68205.032247.25(298)44.7298.15(247.25 10)118.420ln(298)?rmrmrmrmHKkJ molSKJ KmolGKkJ molRTKGKK 323298323298323298323298323298(2)(323)?(323)(298)44.7(323)(298)247.25(323)(298)323(298)323armrmrpr

15、prprmrmrprmrmrmrprpKKHKHKCdTCdTCSKSKdTTCdTTGKHKSKCCdTdTT 32329822213213180,3100.351.2929.44.912(323)(298)323(298)124.61ln(323)46.40ln()2.72 102.72 10.rmrmrmaOOrprprpGKHKSKkJ molKKppppCCCCabPaTcT 溶液中物质的标准态溶液中物质的标准态B（aq,c ）mm12m(,)(,)(,)0lnfffsGB aq cGBGGcGBRTc 纯纯稳稳定定单单质质纯纯物物质质B饱饱和和溶溶液液cs标标准准溶溶液液c fG

16、m(B)G2 fG m(B,c)G1已知已知：Hg2Cl2AgCl水中饱和溶解度水中饱和溶解度/mol dm-36.5 10-71.3 10-5-210.66-109.72222Ag(s)Hg Cl()2AgCl()2Hg()aqaql1m()/fGskJ mol22221:(,)()ln175.364fmfmscHg ClGaq cGHg ClRTckJ mol 222(,)(,)2(,)2(,)Ag s pHg Cl aq cAgCl aq cHg l p111.762rmGkJ mol39.0 10aK1:(,)()ln81.846fmfmscAgClGaq cGAgClRTckJ mo

17、l 例题例题11.2 已知下列数据（已知下列数据（298K）如表。）如表。又：又：298K时纯乙醇的饱和蒸汽压为时纯乙醇的饱和蒸汽压为7599 Pa，乙，乙醇水溶液标准态醇水溶液标准态 时平衡蒸汽压为时平衡蒸汽压为533.3 Pa，求反应，求反应C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(aq)的的C2H5OH(l)H2O(l)C2H4(g)-174.77-237.1968.18rmG1/fmGkJ mol31cmol dm225251325252525123125(,)(,)(,7599)(,533.3)(,)(,)533.30ln075996586(,)1747706586181GGfmf

18、mfmC H OH l pureC H OH caqGGC H OH g pPaC H OH g pPaGC H OH aqGC H OH pureGGGGRTkJ molGC H OH aq 1252241356(,)(,)(,)1813562371906818012346rmfmfmfmJ molGGC H OH aqGH O lGC HgJ mol DEGHdeghBHGBdBDEghpeppKpppBHGBBDEghxdexxKxxxBBpKKpxBHGBBDEghcdeccKcccBB)(RTKKpcBBBaKaBB()acKKKc 测定化学平衡体系中各物质的浓度或分压直接计测定化学

19、平衡体系中各物质的浓度或分压直接计算。算。判别平衡的常用方法：判别平衡的常用方法：在不同时间多次测定体系中各物质的浓度，在不同时间多次测定体系中各物质的浓度，其数值不变。其数值不变。任意改变参加反应各物质的最初浓度，所测任意改变参加反应各物质的最初浓度，所测平衡常数应不变。平衡常数应不变。从反应物开始的正向反应和从生成物开始的从反应物开始的正向反应和从生成物开始的逆向反应最后测得平衡常数应相同。逆向反应最后测得平衡常数应相同。（1）物理方法）物理方法 直接测定与浓度或压力呈线性直接测定与浓度或压力呈线性关系的物理量，如折光率、电导率、颜色、光的吸收、关系的物理量，如折光率、电导率、颜色、光的吸

20、收、定量的色谱图谱和磁共振谱等，求出平衡的组成。这定量的色谱图谱和磁共振谱等，求出平衡的组成。这种方法不干扰体系的平衡状态。种方法不干扰体系的平衡状态。（2）化学方法）化学方法 用骤冷、抽去催化剂或冲稀等用骤冷、抽去催化剂或冲稀等方法使反应停止，然后用化学分析的方法求出平衡的方法使反应停止，然后用化学分析的方法求出平衡的组成。组成。平衡转化率（平衡转化率（理论转化率）理论转化率），是达到平衡后，是达到平衡后，反应物转化为产物的百分数。反应物转化为产物的百分数。工业生产中称的转化率是指反应结束时，反应工业生产中称的转化率是指反应结束时，反应物转化为产物的百分数，因这时反应未必达到平衡，物转化为产

21、物的百分数，因这时反应未必达到平衡，所以实际转化率往往小于平衡转化率。所以实际转化率往往小于平衡转化率。ln,lnlnlnlnNABABABCDCDCDABCDCABDqNA=-kTlnNkTNkTN!qT VaA+bBcC+dDNNAN kTN kTqqNNN kTN kTqqN kTN kTN kTN kTdNdNdNdNdabcd ,(ln)()(ln)(ln)(ln)AAAAT VT VABBBBT VBCCCCT VCDDDDT VDNNNAqkTaNNNNqbNNNNqcNNNNqdN,(ln)lnln()11lnln()1lnln()ln)()ln(0AAAAT VAAAAAT

22、VAAAAAT VAAAAAAT VAAAAAT VANNNqaNNNqaa NqNNqaa NqNNNqaqaNqNNNaq ,()(lnlnlnln)(lnlnlnln)()0,iCABDT VABCDcabdCABDabcdABCDcdcdvCDCDT VNiababiABABNANNNkTabcdqqqqNNNNkTqqqqNNq qAKqNNq q0i-/kTiiq=fVeiiiiiipiiiiiikTpNVkTkTK=p=N()=(q)VV0()-ii/kTpiiK=f kTe0000000()()iiii-/kTpiicdv-/kTCDpabABiCDABkTK=fepaA+bB

23、cC+dDffkTKepffvcdabcdab Cs=Cse22(2)0+0+1-eCskTpCs3/23/2ee2Cs-eCsekTe23/2CsCs2ffkTK=efpkTmgg m kTkTh=ekTghp mh454.503 10723.29 10 T eTpK=计算反应的平衡常数：计算反应的平衡常数：化学平衡常数不变化化学平衡常数不变化压力影响压力影响惰性气体影响惰性气体影响同时平衡同时平衡反应耦合反应耦合化学平衡常数变化（化学平衡常数变化（温度影响温度影响）反应物质影响反应物质影响 温度、压力、惰性气体、浓度等，虽然它温度、压力、惰性气体、浓度等，虽然它们对化学反应平衡的影响方式各

24、不相同，但却们对化学反应平衡的影响方式各不相同，但却可以归纳成一个原理：可以归纳成一个原理：如果对平衡系统进行干扰，平衡便会向削如果对平衡系统进行干扰，平衡便会向削弱干扰的方向移动弱干扰的方向移动()()RReefQTddGdUd pVd TSQWpdVVdpTdSSdTWpdVVdpSdTWSWpdVVdpSdTVdpSdWpdTSVdT 可逆无非膨胀功等压mmmmmm()()1()pprrrpr2p2rr2GdTdTHdGd G=S=SdTdTdGG=TdTTSG=T=T Tmmm2ln()()()dlndprprppp2prRTlnKGdddKHTT=R=dTdTdTTKHTRT 吸热反

25、应，吸热反应，升高温度，升高温度，增加，增加，对正反应有利。对正反应有利。rm0HpK放热反应，放热反应，升高温度，升高温度，降低，降低，对正反应不利。对正反应不利。rm0HpKLe Chatelier原理：原理：提高温度提高温度，反应向吸收热量的方向进行，反应向吸收热量的方向进行。若温度区间不大，若温度区间不大，可视为常数，得定积分式：可视为常数，得定积分式：rmH2rm112rm()11l()n()ppKTHKTRTTHT解：考虑氧气溶解平衡：解：考虑氧气溶解平衡：可将亨利常数视为平衡常数：可将亨利常数视为平衡常数：因此该题实质上是讨论温度对平衡常数的影响因此该题实质上是讨论温度对平衡常数

26、的影响22(O)(O)溶液气体22OmOpk=m303.2293.21304011ln()=0.17648.314293.2303.2kk61303.2303.2293.21.193,4.69 10 kPa kg molkkk2O101.325 0.2121.28kPap22O61o6303.221.284.5 10 mol kg4.69 10pmk rHm298K400K600K800KCO+1/2O2=CO2-2831.0 10452.6 10321.2 10207.9 1012H2+1/2O2=H2O-2421.1 10401.7 10294.3 10182.0 1013SO2+1/2O

27、2=SO3-992.2 10126.0 1074.0 10328CO+H2O=CO2+H2-419 1041.5 103274浓度为浓度为0.042mol kg-1的六苯基乙烷在苯中的溶液，的六苯基乙烷在苯中的溶液，其沸点升高其沸点升高0.135oC、冰点下降、冰点下降0.219oC。已知苯的沸。已知苯的沸点是点是80.0oC、冰点是、冰点是5.0oC；苯的沸点升高常数；苯的沸点升高常数kb是是2.67K mol-1 kg，冰点降低常数，冰点降低常数kf是是5.12 K mol-1 kg。试求在苯溶液中下列反应的热试求在苯溶液中下列反应的热效应效应 rHm：(C6H5)6C2=2(C6H5)3

28、C65 6265 31*22*(CH)C 2(CH)Ct=0,m=0.042mol kg(),2(),222()()(),()efebafabtt Tm xxtt Tm yyxymmK TK Tm xm ymm ()2()fffffTkmxxkmxTxmk2*24()()()2ffafffTxmkmK TmxTmmk50.2194(0.042)5.125.8 100.2192 0.0425.12()2()bbbbbTkmyyk myTymk2*24()()()2bbabbbTymkmK TmyTmmk30.1354(0.042)2.678.8 100.1352 0.0422.67*()11ln

29、()()afrmabbfK THK TRTT535.8 1011ln()8.8 10273802735rmHR154.7rmHkJ molLe Chatelier原理：原理：增加压力，反应向体积减小的方增加压力，反应向体积减小的方向进行向进行。理想气体，理想气体，仅是温度的函数仅是温度的函数rmlnpGRTK ln()0pTKp仅是温度的函数仅是温度的函数pKrmGBBmBB,rpxpVRTpBBBBBB()xpKxp BB()pxpKKpBBlnln()()0pxTTdKdKdpdppBBmln()xrTdKdpRTpV 与压力有关，与压力有关，气体分子数减少，加压，反气体分子数减少，加压，

30、反应正向进行，反之亦然应正向进行，反之亦然。对凝聚相反应对凝聚相反应?xKBB0BBB()ppKp 400 oC和和300 下，合成甲醇反应为：下，合成甲醇反应为：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，若进料比为，若进料比为CO/H2=1/2，计，计算算CO平衡转化率和平衡转化率和CH3OH的浓度的浓度物质物质CO(g)-26.41647.3016.79+0.98 10-3TH2(g)031.2116.9496-0.1999 10-3TCH3OH(g)-48.0856.84.88+24.78 10-3T,2981fmKHkJ mol,2981mKSJ K molp11pCJ Kmol23

31、267329825CO()2H()CH OH()ln()(298)1.738 10frmprmrpfgggKHTRTHKCdTRTK 32323222223CO()2H()CH OH()12012(1)12(1)32()3212(1)()()3232(32)1()4(1)300.0.33733.7%100%14.5%32BCH OHfpHCOCOCH OHgggxxxnxxxxpxp ppxKKpxxpppxxppxxxxConvxyx 敞开体系敞开体系平衡常数不变平衡常数不变可改变反应的平衡组成可改变反应的平衡组成等等 T、等、等 V 条件下，加入惰性气体的影响？条件下，加入惰性气体的影响？

32、等等 T、等、等 p 条件下，加入惰性气体的影响条件下，加入惰性气体的影响？BBBBBBB()pnpn 例如：例如：，增加惰性气体，增加惰性气体，值增加，值增加，括号项下降。因为括号项下降。因为 为定值，则为定值，则 项应增加，项应增加，产物的含量会增加。平衡向右移动。产物的含量会增加。平衡向右移动。BB0BBnpKBBBn 对于分子数增加的反应，加入水气或氮气，会使对于分子数增加的反应，加入水气或氮气，会使反应物转化率提高，使产物的含量增加。反应物转化率提高，使产物的含量增加。BB()pxpKKpBBBBB()pxp 常压下乙苯脱氢制苯乙烯，已知在常压下乙苯脱氢制苯乙烯，已知在873K时，时

33、，。计算乙苯转化率，若原料中加入。计算乙苯转化率，若原料中加入水蒸气，乙苯水蒸气，乙苯:水蒸气水蒸气=1:9，再求乙苯转化率。，再求乙苯转化率。0.178pKC2H5CH=CH2H2H2O+t=0t=te11-9009 22221,110.17838.9%111H O():10,0.17872.8%(1)(10)ppnppppppKppgnppK 在一个反应体系中，如果在一个反应体系中，如果同时发生同时发生几个反应，当到几个反应，当到达平衡态时，称为同时平衡。达平衡态时，称为同时平衡。在处理同时平衡时，要考虑每个物质的数量在各在处理同时平衡时，要考虑每个物质的数量在各个反应中的变化，并在各个平

34、衡方程式中个反应中的变化，并在各个平衡方程式中同一物质的同一物质的数量应保持一致数量应保持一致。32333 22(1)CH Cl(g)H O(g)CH OH(g)HCl(g)(2)2CH OH(g)(CH)O(g)H O(g)已知在600 K下，。今以等量今以等量的的 和和开始，求开始，求 的平衡转化率。的平衡转化率。,1,20.00154,10.6ppKK3CH Cl2H O3CH Cl323(1)CH Cl(g)H O(g)CH OH(g)HCl(g)112xyyxxx33 22(2)2CH OH(g)(CH)O(g)H O(g)-2 1-xyxyy,1,22(2)0.00154(1)(1

35、)(1)10.6(2)ppxy xKxxyyxyKxy 将两个方程联立，解得将两个方程联立，解得 。的转化率为的转化率为4.8 。0.048,0.009xy3CH Cl在在25oC、102 kPa 下将含有少量下将含有少量 CO2 的的 N2 通过石通过石灰乳，计算平衡以后灰乳，计算平衡以后 N2 中残余中残余 CO2 的百分数。的百分数。提示：体系中以下平衡共存提示：体系中以下平衡共存22232222233(1)CO()H O()2HCO(2)Ca(OH)()Ca2OH(3)H O()HOH(4)CaCO()COglslsCa 无碳生成；（无碳生成；（6）（）（7）（）（8）小）小 主要（主

36、要（3）（）（4）4222422222222(1)CH(g)=C(s)+2H(g)2.13(2)C(s)+H O(g)=CO(g)+H(g)0.269(3)=(1)+(2)CH(g)+H O(g)=CO(g)+3H(g)0.573(4)CO(g)+H O(g)=CO(g)+H(g)2.21(5)2CO(g)=C(s)+CO(g)8.14(6)CO(g)=CO(g)+1/2O(g)pppppKKKKK1912222542624.95 10(7)H O(g)=H(g)+1/2O(g)1.12 10(8)2CH(g)=C H(s)+H(g)5.51 10pppKKKZnOZnSO4SO2SO3-18

37、1.17-394.55-291.63-233.89242222334(1)()2()()3(2)()()()()23(3)()()()2(4)()()()ZnS sO gZnSO sZnS sO gZnO sSO gSO gO gSO gZnO sSO gZnSO s ,17001fmKGkJ mol33413394.55(181.17233.89)20.510.23,4.27(4)()()4),)(rmaSOSOGkJ molKpZnO sSO gZnSO sppppZnO 设体系中发生两个化学反应，若一个反应的产物设体系中发生两个化学反应，若一个反应的产物在另一个反应中是反应物之一，则这两

38、个反应称为耦在另一个反应中是反应物之一，则这两个反应称为耦合反应。例如：合反应。例如：(1)AB CD(2)CE FH 利用利用 值很负的反应，将值很负的反应，将 值负值绝对值值负值绝对值较小甚至略大于零的反应带动起来。较小甚至略大于零的反应带动起来。rmGrmG例如：在例如：在298.15 K时：时：-12242rm,1 (1)TiO(s)2Cl(g)TiCl(l)O(g)161.94 kJ mol G反应反应(1)、(2)耦合，使反应耦合，使反应(3)得以顺利进行。得以顺利进行。-122rm,2(2)C(s)O(g)CO(g)394.38 kJ molG-1rm2242,3 (3)TiO(

39、s)C(s)2Cl(g)TiCl(l)CO(g)232.44 kJ mol G 则2003004005006007008009000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0 C2H6+CO2=C2H4+H2O+CO C2H6=C2H4+H2 CO2+H2=CO+H2OC2H6 Conv.t/oC200300400500600700800900 10000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0 nCO2/nC2H6=8 nCO2/nC2H6=4 nCO2/nC2H6=2 nCO2/nC2H6=1C2H6 Conversiont/oC C6H12O

40、6+O2 丙酮酸丙酮酸 乙烯辅酶乙烯辅酶A CO2+H2O 其中有：其中有：C6H12O6+H3PO4 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+H2O G=13.8 kJ/mol 三磷酸腺苷三磷酸腺苷(ATP)+H2O 二磷酸腺苷二磷酸腺苷(ADP)+H3PO4 G=-30.5 kJ/mol 耦合反应：耦合反应：C6H12O6+ATP 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+ADP G=-16.7 kJ/mol 等等 T、等、等 V 时，增加反应物浓度，平衡右移；时，增加反应物浓度，平衡右移；增加产物浓度，平衡左移。增加产物浓度，平衡左移。等等 T、等、等 p 时，时，有些情况下需要具体分析有些情况下需要具体分析2223

41、20300000002232()333232ln,(0)233()()3232,N(g)3(g)2(g)NNHNHpxpnx pKnn-xxxnnxxpxpnx pnx ppnpppnHNH 对于化学反应对于化学反应 aA+bB=lL+mM，若原料中，若原料中只有反应物而无产物时，即当只有反应物而无产物时，即当 nA,0/nB,0=a/b 时，产物时，产物 L、M 在混合物中的含量（物质的量在混合物中的含量（物质的量分数）为最大。分数）为最大。故合成氨中故合成氨中 H2 与与 N2 的体积比为的体积比为 3/1 时，时，NH3含量最高。实际为含量最高。实际为 2.813222231220(1)

42、(3)2(12)13212(12()(121212212)(3)3N(g)(g)(g)pnrnnn rnnnrrrrpKrxrrxprrHNH 21322222(1)2(1)(1)4(2)(23)T023(2)012(2)2(23)(3)(1)030pxrxpxrKpxxrrxxrdxprdrxxrxxrrxxrrxd xrdr取对数，在、恒定下对 微商,在什么条件下，平衡常数具有最大值在什么条件下，平衡常数具有最大值或最小值？或最小值？在什么条件下，平衡常数具有最大值在什么条件下，平衡常数具有最大值或最小值？或最小值？m2mm298dlnd()(298)prTKrrrp,mKKHTRTHTHKCdT