物理化學第五章化學平衡小結

2021-10-03 15:53:00 字數 1631 閱讀 9374

第四章化學平衡

核心內容: 恆t、p、wˊ=0下,化學反應

自發 平衡

反向自發

主要內容:化學反應△g、k的計算及過程方向的判斷。

一、內容提要

1、化學反應自發進行和達到平衡的條件

自發 平衡

反向自發

其中,為b的化學計量數,對於產物取正值,對於反應物取負值。

2、理想氣體化學反應的等溫方程(分壓的影響)和反應方向的具體判據

<0 自發 (qp<)

=0 平衡 (qp=)

>0 反向自發(qp>)

式中:為標準摩爾反應吉布斯函式變化, 為標準平衡常數,

==f(t)

3、理想氣體化學反應平衡常數的其他表示法及其相互關係

除了標準平衡常數外,實際應用中常用經驗平衡常數kp 、kc 、kn 、ky

(1)kp: =

=僅是溫度的函式,kp也只與溫度有關。

(2)kc:理想氣體pbv=nbrt pb=

=kc也只與溫度有關

(3)ky:pb=pyb

ky與溫度和總壓有關

(4)kn

=kn與溫度、總壓和惰性氣體有關。綜合以上各式得:

=當時, =kp=kc=ky=kn

4、有純凝聚態物質參加的理想氣體反應的標準平衡常數

若理想氣體化學反應中有純固態或純液態參加時,由於常壓下純凝聚態物質的化學勢可近似為標準態化學勢,即(cd表示凝聚態)

因此其中即對參加反應的所有物質包括凝聚態物質求和。

即只考慮氣相組分的平衡分壓。

5、真實氣體化學反應的標準平衡常數

真實氣體的化學勢表示式為

,代入可得:

為組分b在指定條件下的逸度,,為b的逸度因子,它是溫度和總壓的函式,也是溫度和壓力的函式,對於理想氣體=1 。

6、液態混合物或溶液的化學平衡常數

對於液態混合物(或溶液)中的化學反應,由於任一組分的化學勢為

,代入可得:

若反應系統為理想液態混合物或理想稀溶液,則=1,

7、標準摩爾吉布斯函式變的計算方法

由於,因此由可求得。

的計算主要有以下三種方法:

①由計算:

②計算③由相關反應計算

8、化學反應的等壓方程(溫度的影響)

上式是范特霍夫方程的微分式,由此式可進行以下討論:

若,即吸熱反應,,說明標準平衡常數隨溫度公升高而增大,平衡右移,有利於反應正向進行。

若,即放熱反應,,說明標準平衡常數隨溫度公升高而減小,平衡左移,不利於反應正向進行。

對范特霍夫方程的微分式進行積分,可進行有關計算:

①若溫度變化範圍不大,或,可看作常數時

不定積分式

定積分式

與前兩式皆為等價式。

②若溫度變化範圍不大,或,不能看作常數時

9、平衡移動原理

(1)公升高溫度,反應向吸熱的方向進行;降低溫度,反應向放熱的方向進行;

(2)公升高壓力,反應向分子數減少的方向進行;降低壓力,反應向分子數增多的方向進行;

(3)引入惰性氣體(總壓不變),反應向分子數增多的方向進行;

(4)反應物的摩爾比對平衡轉化率的影響

當反應物的摩爾比等於化學計量係數之此時,產物的含量最大,但絕對值不一定最大。

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