1、文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。本章小结（续）本章小结（续）n（三）物质的（三）物质的fH m，S m，fG m 单位:kJmol-1 Jmol-1 K-1 kJmol-1 n（四）反应的（四）反应的rH m，rS m，rG m rH m=vifH m（生成物）-vifH m（反应物）rS m=viS m（生成物）（生成物）-viS m（反应物）（反应物）rG m=vifG m（生成物）-vifG m（反应物）（五）吉一赫方程（五）吉一赫方程 G =H -TS （等温、封闭体系）G =H -TS （等温、封闭体系、标态）文档仅供参考，不能作为科学依
2、据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。本章小结（续）本章小结（续）n二、热力学三大定律二、热力学三大定律n （一）（一）第一定律第一定律n 即即热现象领域热现象领域的的“能量守恒与转化定律能量守恒与转化定律”。n 解决过程中的解决过程中的“能量交换能量交换”问题。问题。n 公式：公式：U=Q +W n 其中：其中：U=Qv （恒容，不做其它功）（恒容，不做其它功）n H=Qp（恒压，不做其它功）（恒压，不做其它功）n H=U+pV（等压）（等压）文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。计算反应热1.利用“盖斯定律盖斯定律”计算反应热（包括设计B
3、orn-Harber cycle)。2.rH m=vifH m（生成物生成物）-vifH m（反应物反应物）（含（含物质的物质的和和离子的标准摩尔生成焓离子的标准摩尔生成焓）3.rH m=vi B.E.（反应物反应物）-vi B.E.（生成物生成物）4.rH m=vi cH m（反应物反应物）-vi cH m（生成物生成物）文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。本章小结（续）本章小结（续）n（二）（二）第二定律第二定律n 封闭体系在等温、等压、不做非体积功(有用功)条件下，吉布斯自由能减小（G 0）的过程可自发进行。n 用于判断过程自发的方向：n G 0
4、 正反应自发n G 0 逆反应自发n G=0 平衡态（可逆过程）n（三）（三）第三定律第三定律n 0 K，任何纯物质的完美晶体的 S m=0。n 指出熵变也是影响过程方向的因素之一。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。本章小结（续）本章小结（续）n三、尚未解决的问题：n1.反应限度反应限度（K）；属属“化学热力学化学热力学”范畴（见范畴（见“化学平衡化学平衡”章）章）。n2.反应速率；反应速率；n3.反应机理。反应机理。2和和3属“化学动力学化学动力学”范畴范畴。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第四章第四章
5、 化学平衡化学平衡（Chemical Equilibrium）n一.化学反应的可逆性（Reversibility）和可逆反应（Reversible reactions）n绝大多数化学反应都有一定可逆性：绝大多数化学反应都有一定可逆性：例如：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(水煤气)N2(g)+3 H2(g)2 NH3(g)可逆性显著 Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)可逆程度小n只有极少数反应是“不可逆的”（单向反应）：例如：2 KClO3(s)=2 KCl(s)+3 O2(g)可逆反应可逆反应在同一条件（温度、压力、浓度等）下，能同时向两个相反方向进行的反应。无机化
6、学无机化学“可逆反应可逆反应”热力学热力学“可逆过程可逆过程”（无机化学（无机化学“可逆反应可逆反应”多多数数为为热力学热力学“不可逆过程不可逆过程”）文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。二、化学平衡的概念n（一）定义（一）定义可逆反应在一定条件下，可逆反应在一定条件下，正反应速率正反应速率等于等于逆反应速率逆反应速率时，反应时，反应体系体系所处的所处的状态状态，称为，称为“化学平化学平衡衡”。n例例1：H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。H2O(g)+CO(g)
7、H2(g)+CO2(g)文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。(二二)化学平衡的鲜明特化学平衡的鲜明特点点 平衡是动态的平衡是动态的 到达平衡状态的途径是双向的到达平衡状态的途径是双向的 对上述反应，不论从哪个方向都能到达同一平衡状对上述反应，不论从哪个方向都能到达同一平衡状态。温度一经确定，态。温度一经确定，CO2的平衡压力也就确定，在该压的平衡压力也就确定，在该压力下产生力下产生CO2的速率等于它转化为的速率等于它转化为CaCO3的速率。的速率。系统各组分无限期保持恒定并不意味着正、逆反应系统各组分无限期保持恒定并不意味着正、逆反应的终止，只不过朝两
8、个方向进行的速率相等而已。如反的终止，只不过朝两个方向进行的速率相等而已。如反应应 CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)平衡时，平衡时，CaCO3仍在不断分解为仍在不断分解为CaO和和CO2,CaO与与CO2仍在不断形成仍在不断形成CaCO3（用放射性同位素用放射性同位素1414C标记法）标记法）。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。平衡状态是两种相反趋势导致的折中状态平衡状态是两种相反趋势导致的折中状态 两种相反趋势是指系统总是趋向两种相反趋势是指系统总是趋向最低能量的趋势最低能量的趋势和趋向最大混乱度的趋势和趋向最大混乱度的趋势。CaCO3中
9、的中的C原子和原子和O原子原子高度有序，由其形成的高度有序，由其形成的 占据着晶格中的确定位置。占据着晶格中的确定位置。分解反应相应于将分解反应相应于将 以以CO2气体分子形式游离出来，气体分子形式游离出来，游离出来的气体分子能运动于反应容器的整个空间。游离出来的气体分子能运动于反应容器的整个空间。与与 中禁锢的中禁锢的CO2相比相比,气态气态CO2分子的混乱度更高。分子的混乱度更高。如果只有熵变这一因素，如果只有熵变这一因素，CaCO3将会完全分解。将会完全分解。然而然而CaCO3的分解为吸热过程，熵变有利的这一反应焓变的分解为吸热过程，熵变有利的这一反应焓变却不利。却不利。逆反应的情况恰好
10、颠倒过来逆反应的情况恰好颠倒过来:熵变不利而焓变熵变不利而焓变却有利。却有利。可以认为，平衡系统中可以认为，平衡系统中CO2的分压反映了两的分压反映了两种趋势导致的折中状态。种趋势导致的折中状态。-23CO-23CO-23CO文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。二、化学平衡的概念（续）n例例2：N2O4(g)2 NO2(g)无色无色 红棕色红棕色n 在在373 K恒温槽中反应一段时间后，反应混合物颜色不再变化，恒温槽中反应一段时间后，反应混合物颜色不再变化，显示已达显示已达平衡平衡，测得平衡时，测得平衡时N2O4、NO2浓度（表浓度（表3.1）。）。次
11、序次序 起始浓度起始浓度 浓度变化浓度变化 平衡浓度平衡浓度 NONO2 2 2 2/N/N2 2O O4 4 /moldm /moldm-3 -3 /moldm/moldm-3 -3 /moldm/moldm-3-31 从反应从反应 N N2 2O O4 4 0.100 -0.060 0.0400.100 -0.060 0.040 0.360.36 物开始物开始 NONO2 2 0 +0.120 0.1200 +0.120 0.120 2 从产物从产物 N N2 2O O4 4 0 +0.014 0.0140 +0.014 0.014 0.370.37 开始开始 NONO2 2 0.100
12、-0.028 0.0720.100 -0.028 0.072 3 从反应混从反应混 N N2 2O O4 4 0.100 -0.030 0.0720.100 -0.030 0.072 0.370.37 合物开始合物开始 NONO2 2 0.100 +0.060 0.160 0.100 +0.060 0.160 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。二、化学平衡的概念（续）n平衡时 NONO2 2 2 2/N/N2 2O O4 4 不变，即达到一个“常数”称为“平衡常数”（K）。N2O4(g)2 NO2(g)K=NONO2 2 2 2/N/N2 2O O4
13、 4 =0.37=0.37（373 K373 K）（二）平衡常数（二）平衡常数（Equilibrium constantsEquilibrium constants）1.1.定义：定义：在在一定温度一定温度下，可逆反应达到下，可逆反应达到平衡平衡时，时，产产物浓度物浓度的方程式计量系数次方的乘积与的方程式计量系数次方的乘积与反应物浓度反应物浓度计量计量系数次方的乘积之比，为一常数，称为系数次方的乘积之比，为一常数，称为“平衡常数平衡常数”。符号：符号：K K。这一规律称为。这一规律称为“化学平衡定律化学平衡定律”。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（
14、二）平衡常数（续）（二）平衡常数（续）2.平衡常数的意义 表示在表示在一定条件一定条件下，下，可逆反应可逆反应所能进行的所能进行的极极限限。K，正反应彻底。n 通常：K 107，正反应单向 K 10-7，逆反应单向 K=10-7 107，可逆反应 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（二）平衡常数（续）（二）平衡常数（续）n注意：n平衡常数只是温度的函数温度的函数，而与反应物或产物的起始浓度无关（见表3.1）。N2O4(g)2 NO2(g)n T/K 273 323 373 n Kc 510-4 2.210-2 3.710-1 n2.平衡常数不涉及时间
15、概念不涉及时间概念，不涉及反应速率不涉及反应速率。n 2 SO2(g)+O2(g)=2 SO3(g)K=3.6 1024 (298 K)nK 很大，但R.T.反应速率很小。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（二）平衡常数（续）（二）平衡常数（续）平衡常数平衡常数K 的的书写形式书写形式和和数值与方程式写法有关数值与方程式写法有关,K 是是广度性质广度性质(G =-RT ln K)例：例：N2(g)+3 H2(g)=2 NH3(g)Kp=p 2(NH3)/(p (N2)p 3(H2)N2(g)+3/2 H2(g)=NH3(g)Kp=p(NH3)/(p
16、(N2)p 3/2(H2)Kp=(Kp)2文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（二）平衡常数（续）（二）平衡常数（续）稀的水溶液反应，稀的水溶液反应，H2O不写不写在平衡常数表达式中。在平衡常数表达式中。例：例：Cr2O72-(aq)+H2O(l)=2 CrO42-(aq)+2 H+(aq)K=(CrO42-2 H+2)/Cr2O72-非水体系，非水体系，H2O要要写在平衡常数表达式写在平衡常数表达式.C2H5OH+CH3COOH=CH3COOC2H5+H2O CH3COOC2H5 H2OC2H5OH CH3COOHKc=反应中反应中纯固体、纯液体的浓
17、度不写纯固体、纯液体的浓度不写在平衡常数表达在平衡常数表达式中。式中。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。平衡常数只是温度的函数，而与反应物或产物的平衡常数只是温度的函数，而与反应物或产物的起始浓度无关起始浓度无关平衡常数不涉及时间概念，不涉及反应速率。平衡常数不涉及时间概念，不涉及反应速率。平衡常数平衡常数K的书写形式和数值与方程式写法有关的书写形式和数值与方程式写法有关,K是广度性质是广度性质(G =-RT ln K)稀的水溶液反应，稀的水溶液反应，H2O不写在平衡常数表达式中不写在平衡常数表达式中反应中纯固体、纯液体的浓度不写在平衡常数表反应中纯
18、固体、纯液体的浓度不写在平衡常数表达式中。达式中。非水体系，非水体系，H2O要写在平衡常数表达式要写在平衡常数表达式平衡常数中压力是平衡压力、浓度是平衡浓度平衡常数中压力是平衡压力、浓度是平衡浓度文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（三）经验平衡常数与相对平衡常数（三）经验平衡常数与相对平衡常数 1.平衡常数的分类（1）经验平衡常数（实验平衡常数）：Kc,Kp,Kx,K杂杂（2）相对相对平衡常数：Kr(或标准标准平衡常数K）文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）（三）经验平衡
19、常数与相对平衡常数（续）n 物理量物理量=纯数纯数 x 量纲量纲 (SI制制)n c=0.25 moldm-3 (c/moldm-3=0.25)n p=30.45 kPa (p/kPa=30.45)n x=0.45 (量纲=1)n pH=8.63 (量纲=1)（1）经验平衡常数（实验平衡常数）经验平衡常数（实验平衡常数）：Kc,Kp,Kx,K杂杂例1：Cr2O72-(aq)+H2O(l)=2 CrO42-(aq)+2 H+(aq)Kc=(CrO42-2 H+2)/Cr2O72-=2.0 105(moldm-3)3 有量纲有量纲!文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站
20、或本人删除。（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）n例2：N2O4(g)=2 NO2(g)Kp=p p2 2(NO2)(NO2)/p p(N2O(N2O4 4)=1116 1116 kPa （373 K373 K）有量纲有量纲!经验平衡常数经验平衡常数有量纲有量纲！不直接与！不直接与热力学热力学联系！联系！Kc 与与 Kp 的关系：的关系：设一理想气体（无体积，无分子间力）反应为：a A(g)+b B(g)=d D(g)+e E(g)则:Kc=(Dd Ee)/(Aa Bb)文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。(pD
21、d pEe)(pAa pB b)(D RT)d (E RT)e(A RT)a (B RT)b)(D)d (E)e(A)a (B)b)piV=niRT pi=niRT/V =ciRT 代入代入KP表达式表达式:Kp=(RT)d+e-a-b=Kp =Kc(RT)d+e-a-b文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Kp =Kc(RT)d+e-a-bR:摩尔气体常数摩尔气体常数8.314 J K-1 mol-18.314 Pa m3 K-1 mol-18.314 kPa dm3 K-1 mol-10.08206 atm dm3 K-1 mol-1文档仅供参考，不
22、能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Kp =(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)Kp =PKp =undefined (no gases)Kc=Kc =CO2(2)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(3)S(s)+H2SO3(aq)H2S2O3(aq)Kc =SO3 2 O2SO22 (PSO3)2(P O2)1(PSO2)2H2S2O3 H2SO3文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）例1：N2O4(g)=2 NO2(g)(37
23、3 K)Kp=Kc(RT)n =0.37 moldm-3(8.314 J mol-1 K-1 373 K)=370 molm-3(8.314 J mol-1 K-1 373 K)=1116 kPaKp与Kx的关系：用分压定律pi=pTXi，得：Kp=Kx pT n文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）（若用（若用R=0.082 atm 0.082 atm L L-1-1 molmol-1-1 K K-1,则则 K Kc c为另一值，为另一值，K Kp p 也是另一值）也是另一值）
24、经验平衡常数经验平衡常数存在两大问题存在两大问题:多值性多值性;n 0时，时，量纲量纲 1.(G =-RT ln K,K 量纲量纲1?只有纯数才能取对数只有纯数才能取对数!)文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。定义：定义：“标准压力标准压力”为为p “标准（物质的量）浓度标准（物质的量）浓度”为为c “标准质量摩尔浓度标准质量摩尔浓度”为为b （或（或m ）“标准物质的量分数标准物质的量分数”为为x SI制规定：制规定：p =1 105 Pa（旧：（旧：101325 Pa）c =1 moldm-3 溶质溶质/溶液体积溶液体积 b =1 molkg-1
25、溶质溶质/溶液质量溶液质量 在任何单位制中，在任何单位制中，X =1（即表示（即表示“纯物质纯物质”）2、相对平衡常数：、相对平衡常数：Kr (或标准平衡常数或标准平衡常数K ）文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。n则混合气体中气体则混合气体中气体i的相对分压为的相对分压为:p ir r=pi/p n溶液中溶质溶液中溶质i的相对（物质的量）浓度为：的相对（物质的量）浓度为：c ir r=ci/c n溶 液 中 溶 质溶 液 中 溶 质 i 的 相 对 质 量 摩 尔 浓 度 为：的 相 对 质 量 摩 尔 浓 度 为：b ir r=bi/b (上标上标
26、 r relative 相对的相对的)显然：显然：p ir r、c ir r、b ir r 量纲为量纲为1 1、单值！、单值！规定相对平衡常数表达式：溶液用平衡时相对规定相对平衡常数表达式：溶液用平衡时相对浓度、气体用相对分压、固体和纯液体不计。浓度、气体用相对分压、固体和纯液体不计。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。溶液反应：溶液反应：a A(aq)+b B(aq)=d D(aq)+e E(aq)则则:Kcr=Kcr=(D/c)d (E/c)e (A/c)a (B/c)b (Dd Ee)(Aa Bb)(c)deab Kcr=Kc (c)n 文档仅供
27、参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。设一理想气体（无体积，无分子间力）反应为：设一理想气体（无体积，无分子间力）反应为：a A(g)+b B(g)=d D(g)+e E(g)(pDr)d (pEr)e(pAr)a (pB r)bKpr=(pD/p)d (pE/p )e(pA/p )a (pB/p )b(pDd pEe)(pAa pB b)(p)deab Kpr=Kp (p)n p =1105 Pa 平衡压力单位取平衡压力单位取Pa 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。杂相反应：杂相反应：a A(s)+b B(aq)=d
28、 D(g)+e E(aq)则则:K杂杂 r=(pD/p )d (E/c )e (B/c )b l Kc r r、Kpr r、K杂杂r r 统一为统一为 K r r（或或 K ）：）：量纲为量纲为1;在在SI制中单值。制中单值。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）n关于关于“平衡常数平衡常数”的要求的要求：n 两套两套平衡常数平衡常数都要掌握都要掌握。n 计算计算“平衡转化率平衡转化率”或某反应物（或产物）或某反应物（或产物）浓度（或分压）时，浓度（或分压）时，两套平衡常数均可以
29、用两套平衡常数均可以用，且用且用Kc、Kp、K杂杂（经验经验平衡常数）更方便，平衡常数）更方便，故故IUPAC未予废除。未予废除。n 只有只有K r r（或（或 K ）才具才具有热力学含义有热力学含义。例如，例如，G =-RT ln K，只能用只能用K r r（或（或 K ）。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。已知已知25时反应时反应 （1）2BrCl(g)Cl2(g)+Br2(g)的的 （2）I2(g)+Br2(g)2IBr(g)的的计算反应计算反应（3）2ClBr(g)+I2(g)2IBr(g)+Cl2(g)的的 3K4501.K05102.K2
30、ClBr(g)+I2(g)2IBr(g)+Cl2(g)02300510450213.KKKSolution反应反应（1）+（2）得：）得：QuestionQuestion文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。104.710005110002100098 OWGeOGeWO32262224./ppppppKQuestionQuestion 2GeO(g)+W2O6(g)2 GeWO4(g)开始开始 pB/kPa 100.0 100.0 0变化变化 pB/kPa -98.0 98.0平衡平衡 pB/kPa 100.0-98.0 100.0 98.0 p(Ge
31、O)=100.0 kPa 98.0 kPa=2.0 kPa p(W2O6)=100.0 kPa-kPa=51.0 kPa2098.2098.20.98Solution 恒温恒容下，恒温恒容下，2GeO(g)+W2O6(g)2 GeWO4(g)若反应开始时，若反应开始时，GeO 和和 W2O6 的分压均为的分压均为100.0 kPa，平衡时平衡时 GeWO4(g)的分压为的分压为 98.0 kPa.求平衡时求平衡时GeO和和W2O6的分压以及反应的标准平衡常数。的分压以及反应的标准平衡常数。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（四）化学平衡的特点：（四）
32、化学平衡的特点：1.封闭体系、恒温封闭体系、恒温，才可建立平衡；，才可建立平衡；2.动态平衡动态平衡，净反应净反应为零。为零。3.平衡状态是封闭体系中可逆反应进行的平衡状态是封闭体系中可逆反应进行的最大限度最大限度。4.反应条件反应条件（温度、压力、浓度）（温度、压力、浓度）改变改变时时，平衡平衡将发生将发生移动移动；但；但只有只有温度改变温度改变，平平衡常数衡常数K值值才才改变改变。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。转化率与分压定律转化率与分压定律n某反应物的转化率某反应物的转化率=(某反应物已转化的量/某反应物 起始的量)100%(P61)n分压
33、定律分压定律(1)混合气体的总压力等于各组分气体的分压力之和.p=p(A)+p(B)+(2)某组分气体的分压力与混合气体的总压力之比等于该组分气体物质的量与混合气体总的物质的量之比.p(A)=n(A)p(总)/n文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。三、与“平衡常数”有关的计算n例：C2H5OH+CH3COOH=CH3COOC2H5+H2On若起始浓度c(C2H5OH)=2.0 mol.dm-3，c(CH3COOH)=1.0 mol.dm-3，室温测得经验平衡常数Kc=4.0，求平衡时C2H5OH的转化率。n解：反应物的平衡转化率%=(反应物起始浓度-反
34、应物平衡浓度)/(反应物起始浓度)100文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。三、与“平衡常数”有关的计算（续）n C2H5OH+CH3COOH=CH3COOC2H5+H2O起始浓度/mol.dm-3 2.0 1.0 0 0平衡浓度平衡浓度/mol.dm-3 2.0-1.0-Kc=2/(2.0-)(1.0-)=4.0 解方程，得 =0.845 mol.dm-3 C2H5OH平衡转化率%=(0.845/2.0)100=42 或：=(0.845/2.0)100%=42%文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。三、与“平衡
35、常数”有关的计算（续）n若起始浓度改为：c(C2H5OH)=2.0 mol.dm-3，c(CH3COOH)=2.0 mol.dm-3，求同一温度下，C2H5OH的平衡转化率。n同法，%=67n增大反应物之一CH3CO0H的浓度使化学平衡发生移动；达到新平衡时，C2H5OH转化率提高了。注意：温度不变，Kc值亦不变。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。三、与“平衡常数”有关的计算（续）n与平衡常数有关的其他计算：n求平衡常数值；n已知K，求某反应物或产物平衡浓度。n3-2 反应的自由能变化与平衡常数的关系n G（G）判断反应方向？n G 与 K 互相关系
36、？文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。3-2 反应的自由能变化与平衡常数的关系n一、Vant Hoff 化学反应等温式n（一）推导：（一）推导：n封闭体系、等温、不做非体积功封闭体系、等温、不做非体积功：n任意状态的任意状态的1 mol气体的气体的Gibbs自由能为：自由能为：G=G +RT ln(p/p)mol气体的Gibbs自由能为：G=G +RT ln(p/p)设一理想气体的反应为：a A(g)+b B(g)=d D(g)+e E(g)文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。一、Vant Hoff化学反应等温
37、式（续）n反应的Gibbs自由能变为：rG m=i G i i 是方程式计量系数，对产物取正值，对反应物取负值。对于气相反应：a A(g)+b B(g)=d D(g)+e E(g)G =eGE +eRT ln(pE/p)+dGD +dRT ln(pD/p)-aGA +aRT ln(pA/p)-bGB +bRT ln(pB/p)文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。一、Vant Hoff化学反应等温式（续）nG =G +RT ln(pE/p)e(pD/p)d/(pA/p)a(pB/p)b =G +RT ln(pE r)e(pD r)d/(pA r)a(pB
38、r)b 定义定义任意状态任意状态的的相对分压商（反应分压商）相对分压商（反应分压商）Qp r=(pE r)e(pD r)d/(pA r)a(pBr)bnVant Hoff化学反应等温式化学反应等温式:G =G +RT lnQp r (封闭体系、等温、不做非体积功封闭体系、等温、不做非体积功)热力学第二个最重要的公式（第一个是吉一赫方程），热力学第二个最重要的公式（第一个是吉一赫方程），它表明了它表明了任意状态任意状态的的G 与与G 和和T 的关系，的关系，提供了提供了任意状态任意状态下判断反应自发性的依据下判断反应自发性的依据。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站
39、或本人删除。一、Vant Hoff化学反应等温式（续）平衡平衡状态状态:G=0,Qp r=K r G =-RT ln K r （G K r）而而 G =i fG i（二）（二）Vant Hoff等温式的应用等温式的应用 把把G =-RT ln K r 代入代入 G =G +RT lnQp r 得：得：G =-RT ln K r+RT lnQp r G =RT ln（Qp r/K r）文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。一、Vant Hoff化学反应等温式（续）nG =RT ln（Qp r/K r）nG Qp r 与与K r关系关系 反应自发性反应自发性
40、 =0 Qp r=K r 平衡状态平衡状态 0 Qp r K r 正反应自发正反应自发 0 Qp r K r 逆反应自发逆反应自发例例1.已知下列反应在已知下列反应在713 K的的Kcr=Kpr=50.3。H2(g)+I2(g)=2 HI(g)求求下列条件下列条件下，下，反应自发反应自发的方向。的方向。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。一、一、Vant Hoff 化学反应等温式（续）化学反应等温式（续）H2(g)+I2(g)=2 HI(g)K=50.3 (713 K)No.(H2)/mol.L-1(I2)/mol.L-1(HI)/mol.L-1Q=(
41、HI)2 /(H2)(I2)Q 与与K比较比较自发自发方向方向11.001.001.001.00Q K21.001.000.0011.0 10-6Q K30.220.221.5650.3Q=K平衡平衡40.220.222.56135Q K文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。从从Qp r 与与K r关系关系 判断判断反应自发性反应自发性 G =RT ln（Qp r/K r）Qp r K r 正反应自发正反应自发 Qp r=K r 平衡状态平衡状态 Qp r K r 逆反应自发逆反应自发文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本
42、人删除。rGm(298 K)=103.8 kJmol-1 (0.008 31 kJmol-1K-1)(298 K)ln 0.01 =103.8 kJmol-111.4 kJmol-1 =115.2 kJmol-1QuestionQuestion 与与 值相比，值相比，值更负，比值更负，比标准状态条件下具有更大的自发性。标准状态条件下具有更大的自发性。)(K298mfG)(K298mrG 反应反应 CCl4(l)+H2(g)HCl(g)+CHCl3(l)的的 若若实验值实验值 p(H2)1.0106 Pa和和p(HCl)1.0104 Pa时时，反应的自发性增大还是减少？，反应的自发性增大还是减少
43、？。1mrmolkJ8103K298.)(GSolution010Pa1001Pa1001Pa1001Pa1001HHCl56542./././)(/)(ppppQ文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。二、多重平衡原理1.2个方程式相加，则：G =G 1+G 2 把 G =-RT ln K 代入:K =K1 K22.2个方程式相减，则：G =G 1-G 2 K =K1/K2文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。二、多重平衡原理(续）例.SO2（g)+O2（g)=SO3（g)(1)G 1=-70.9 kJ.mol-1
44、 ,K1=2.8 1012 NO2（g)=NO（g)+O2（g)(2)G 2=+35.3 kJ.mol-1,K2=6.310-7 方程(1)+(2)：SO2（g)+NO2（g)=NO（g)+SO3（g)G，K G =G 1+G 2 =-35.6 kJ.mol-1 K =K1 K2 =1.8 106文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。(2)NO2=NO+O2 G 2=+35.3 kJ.mol-1 G =0G SO2+NO2=NO+SO3 G =G 1+G 2 =-35.6 kJ.mol-1 (1)SO2+O2 =SO3 G 1=-70.9 kJ.mol-1
