1、第5章 化学平衡化学平衡不是摆在天平上的称量物和砝码。第5章 化学平衡化学平衡既不是指化学反应进行到底，也不是产物的浓度等于反应物的浓度，而是热力学第二定律的必然结果：rGm=0，反应达到平衡rGm 0，反应逆向自发进行5-1 化学反应平衡条件dG=SdT+Vdp+BdnB恒温恒压条件下恒温恒压条件下 dGT,p=BdnB=B Bd iipTmrGG,dD +eE gG +hH5-1 化学反应平衡条件pTmrGG,G0 pTG,0 pTG,0 pTG,dD +eE gG +hH)1(BBmrG）代入（将1ln)(),(BBBaRTTpT5-2化学反应平衡常数)2(BBmrGeEdDhHgGmr
2、mraaaalnRTGG 活度商活度商QaeqedhHgmrEDGaaaaRTG lnaamrQRTKRTGlnlnPapppaBB10132531dmmolcccaBB固体固体(s)和纯液体和纯液体(l)的活度的活度a=15-2化学反应平衡常数平衡时，平衡时，rGm=0热力学平衡常数热力学平衡常数Ka amrKRTGln2221COOCO2/1221,OCOCOaaaaK22222,OCOCOaaaaK显然，显然，(K a,1)2=K a,2 注意：注意：K a值与反应式写法有关值与反应式写法有关2222COOCO5-2化学反应平衡常数如何计算Ka？Qa Ka,反应逆向自发反应逆向自发 Qa
3、 =Ka,反应达到平衡反应达到平衡 aaaamrKQRTQRTKRTGlnlnln5-2化学反应平衡常数一、理想气体反应的平衡常数一、理想气体反应的平衡常数eqeEdDhHgGappppppppK(1)热力学平衡常数热力学平衡常数dD +eE gG +hH5-2 化学反应平衡常数(2)压力平衡常数压力平衡常数 BDHGpppppppppppppKeqeEdhgeqeEdDhHgGaeqeEdhgpppppKDHG BpKKpaB=g+h de5-2 化学反应平衡常数BpKKpxBipnnpKKBRTKKpcBppKKxa5-2 化学反应平衡常数eqeEdhgpppppKDHGeqeEdhgxx
4、xxxKDHGeqeEdhgnnnnnKDHG eqeEdhgcccccKDHG 有纯态凝聚相参加的理想气体反应体系有纯态凝聚相参加的理想气体反应体系 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ppaaaaKCOCOCaCOCOCaOa2232 分解压分解压：固体化合物的分解压是指固体物质在一定温：固体化合物的分解压是指固体物质在一定温度下分解达到平衡时产物中气体的总压度下分解达到平衡时产物中气体的总压 力力5-2 化学反应平衡常数400K,101325Pa,反应反应Ka=9.9 10-2C2H2(g)+H2O(g)C2H5OH(g)开始开始 110平衡平衡 1-1-2-21 21 2Bpp
5、KKxa222121099.xB5-3 平衡组成计算计算化学反应的计算化学反应的Ka 几种方法几种方法 rGm rHm T rSm amrKRTGln5-3 平衡组成计算(1)fHm,Sm法CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)2002021OHCOHCOHHmfmfmfrmrSm=2Sm(CO2)Sm(CO)Sm(O2)计算化学反应的计算化学反应的Ka 几种方法几种方法amrKRTGln5-3 平衡组成计算(3)状态函数法CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)C+O2CO+1/2O2CO2 rGm,2 rGm rG1 rG=rGm,2rGm,1计算计算C+2H2O(g)=CO2+H2(g
6、)的的 rGm 和和Ka fGm 0 -228.6-394.40 kJ/mol rGm =0+(-394.4)-(-228.6)2=62.82kJamrKRTGln362529831481082623.ln RTGKmra1210699.aK5-3 平衡组成计算（2）当各种物质都处于标准态时，可用rGm判断化学反应方向。使rGm=0 的温度，称转折温度 mrmrRSHT amrmrQRTGGln （1）当rGm40kJ/mol时，可用rGm判断化学反应方向。5-3 平衡组成计算2THTTGmrpm amrKlnRTG 2RTHTKlnmrpa 121211TTRHKKmraa,lnCTRHKl
7、nmra 15-6 温度对平衡常数的影响121211TTRHKKmraa,lnCTRHKlnmra 15-3 平衡组成计算3917575451034.ln TKa rH0，T，K a 提高温度可提高平衡转化率提高温度可提高平衡转化率 rH0（V0）p，Kx 若若 B B=0（V=0）无影响无影响 若若 B B0（V0反应反应加入惰性气体，加入惰性气体，Kn ，平衡转化率提高，平衡转化率提高 B=0反应反应加入惰性气体，加入惰性气体，无影响无影响 B0反应反应加入惰性气体，加入惰性气体，Kn，平衡转化率降低平衡转化率降低压力等因素对平衡常数的影响3在保持总压不变时加入惰性气体的影响在保持总压不变
8、时加入惰性气体的影响 BinanppKK 例例乙苯脱氢制苯乙烯，乙苯脱氢制苯乙烯，837K，p 时，时，K a=0.178 求（求（1）转化率）转化率（2）按）按 1:9 通入通入H2O(g)时时=？解解 C6H5C2H5(g)=C6H5C2H3(g)+H2(g)ni t=01 t=teq1 1+1112 =0.389 压力等因素对平衡常数的影响BinanppKK 1780122.例例乙苯脱氢制苯乙烯，乙苯脱氢制苯乙烯，837K，p 时，时，K a=0.178 求（求（2）按）按 1:9 通入通入H2O(g)时时=？解解 C6H5C2H5(g)=C6H5C2H3(g)+H2(g)H2O(g)nit=019 t=teq1 910+压力等因素对平衡常数的影响 10112BinanppKK 1780.=0.718
