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傅献彩物理化学电子教案课件-第五版06章_化学平衡

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傅献彩物理化学电子教案课件-第五版06章_化学平衡null物理化学电子教案—第六章物理化学电子教案—第六章第六章 化学平衡第六章 化学平衡 §6.1 化学反应的平衡条件—— 反应进度和化学反应的亲和势§6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式§6.3 平衡常数的表示式§6.4 复相化学平衡§6.5 标准摩尔生成Gibbs自由能§6.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响§6.8 反应的耦合§6.9 近似计算§6.7 同时化学平衡*§6.10 生物能学简介 §6.1 化学反应的平衡条件—— ...

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null物理化学电子 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 —第六章物理化学电子教案—第六章第六章 化学平衡第六章 化学平衡 §6.1 化学反应的平衡条件—— 反应进度和化学反应的亲和势§6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式§6.3 平衡常数的 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示式§6.4 复相化学平衡§6.5 标准摩尔生成Gibbs自由能§6.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响§6.8 反应的耦合§6.9 近似计算§6.7 同时化学平衡*§6.10 生物能学简介 §6.1 化学反应的平衡条件—— 反应进度和化学反应的亲和势 §6.1 化学反应的平衡条件—— 反应进度和化学反应的亲和势 化学反应的亲和势化学反应的平衡条件和反应进度 的关系化学反应的平衡条件和反应进度 的关系化学反应系统: 封闭的单相系统,不作非膨胀功,当发生了一个微小变化时,有:引入反应进度的概念化学反应的平衡条件和反应进度 的关系化学反应的平衡条件和反应进度 的关系基本公式可表示为:等温、等压条件下,化学反应的平衡条件和反应进度 的关系化学反应的平衡条件和反应进度 的关系这两个公式适用条件:(1)等温、等压、不作非膨胀功的一个化学反应;判断化学反应的方向与限度判断化学反应的方向与限度反应自发地向右进行反应自发地向左进行反应达到平衡判断化学反应的方向与限度判断化学反应的方向与限度反应自发向右进行,趋向平衡反应自发向左进行,趋向平衡反应达到平衡因为是微小变化,反应进度处于0~1 mol之间。判断化学反应的方向与限度判断化学反应的方向与限度系统的Gibbs自由能和ξ的关系为什么化学反应通常不能进行到底?为什么化学反应通常不能进行到底? 严格讲,反应物与产物处于同一系统的反应都是可逆的,不能进行到底。 只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应,可以粗略地认为可以进行到底。这主要是由于存在混合Gibbs自由能的缘故。 为什么化学反应通常不能进行到底?为什么化学反应通常不能进行到底?R点,D和E未混合时Gibbs自由能之和;P点,D和E混合后Gibbs自由能之和;T点,反应达平衡时,所有物质的Gibbs自由能之总和,包括混合Gibbs自由能;S点,纯产物F的Gibbs自由能。为什么化学反应通常不能进行到底?为什么化学反应通常不能进行到底?系统的Gibbs自由能在反应 过程中的变化(示意图)因D、E混合因生成F后使自由能降低后的自由能降低D、E 、F混合为什么化学反应通常不能进行到底?为什么化学反应通常不能进行到底? 若要使反应进行到底,需在van‘t Hoff 平衡箱中进行,防止反应物之间或反应物与产物之间的任何形式的混合,才可以使反应从R点直接到达S点。化学反应的亲和势化学反应的亲和势 1922年,比利时热力学专家De donder首先引进了化学反应亲和势的概念。他定义化学亲和势A为:代入基本公式,得化学反应的亲和势化学反应的亲和势对于一般的化学反应反应正向进行反应达平衡反应逆向进行§6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式§6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式气相反应的平衡常数——化学反应的等温方程式液相中反应的平衡常数null对于非理想气体混合物,混合理想气体中B的化学势表达式为:nullnull这就是化学反应等温方程式对于任意反应热力学平衡常数热力学平衡常数用化学反应等温式判断反应方向用化学反应等温式判断反应方向化学反应等温式也可表示为:溶液中反应的平衡常数溶液中反应的平衡常数(1)在理想液态混合物中任一组分化学势为:对于非理想液态混合物,利用活度概念null当系统达平衡时忽略压力对液态系统的影响,得溶液中反应的平衡常数溶液中反应的平衡常数(2)在理想稀溶液中,溶质服从Henry定律:若对Henry定律发生偏差,得溶液中反应的平衡常数溶液中反应的平衡常数如果溶质浓度用质量摩尔浓度表示,得:如果溶质浓度用物质的量浓度表示,得:溶液中反应的平衡常数溶液中反应的平衡常数显然,但是因为对数项中的数值也都不相等。§6.3 平衡常数的表示式§6.3 平衡常数的表示式令:对于理想气体null气体反应的经验平衡常数的表示法有:null气体反应的经验平衡常数的表示法有:因为所以null气体反应的经验平衡常数的表示法有:对于理想气体混合物所以null气体反应的经验平衡常数的表示法有:对于理想气体对于理想气体null 对于液相和固相反应的经验平衡常数,由于标准态不同,故有不同的表示形式对于液相反应,相应的经验平衡常数有平衡常数与化学方程式的关系平衡常数与化学方程式的关系例如:§6.4 复相化学平衡§6.4 复相化学平衡 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。什么叫复相化学反应? 只考虑凝聚相是纯态的情况,纯态的化学势就是它的标准态化学势,所以复相反应的热力学平衡常数只与气态物质的压力有关。 某一反应达化学平衡时null 在参与反应的 N 种物质中,有 n 种是气体,其余凝聚相处于纯态 设所有气体为理想气体,代入其化学势表示式 令: 代入上式并整理,得:null对于凝聚相,设 所以复相化学反应的热力学平衡常数只与气态物质的压力有关,与凝聚相无关。null例如,有下述反应,并设气体为理想气体:该反应的经验平衡常数为 某固体物质发生解离反应时,所产生气体的压力,称为解离压力,显然这压力在定温下有定值。null 如果产生的气体不止一种,则所有气体压力的总和称为解离压。热力学平衡常数为:§6.5 标准摩尔生成Gibbs自由能§6.5 标准摩尔生成Gibbs自由能 标准摩尔生成Gibbs自由能 Ellingham 图null1.计算热力学平衡常数null(1) - (2) 得(3) null3.近似估计反应的可能性null3.近似估计反应的可能性反应基本不能进行改变反应外界条件,使反应能进行存在反应进行的可能性反应有可能进行,平衡位置对产物有利null(1)热化学的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 利用热力学数据表或测定反应热效应,先计算反应的焓变和熵变(3)测定可逆电池的标准电动势(4)从标准摩尔生成Gibbs自由能计算(5)用统计热力学的热函函数和自由能函数计算标准摩尔生成Gibbs自由能标准摩尔生成Gibbs自由能 因为Gibbs自由能的绝对值不知道,所以只能用相对标准,即将标准压力下稳定单质的生成Gibbs自由能看作零,则: 在标准压力下,由稳定单质生成单位物质的量化合物时Gibbs自由能的变化值,称为该化合物的标准摩尔生成Gibbs自由能,用下述符号表示:没有 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 温度,通常在298.15 K时的表值容易查阅离子的标准摩尔生成Gibbs自由能离子的标准摩尔生成Gibbs自由能 有离子参加的反应,主要是电解质溶液。溶质的浓度主要用质量摩尔浓度表示,这时规定的相对标准态是 由此而得到其他离子的标准摩尔生成Gibbs自由能的数值,列表备查。 数值的用处 数值的用处 数值的用处 数值的用处(2)判断反应的可能性 Ellingham 图 Ellingham 图在冶金工业中的几个反应这些变化可用图表示 Ellingham 图 Ellingham 图§6.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响§6.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响压力对化学平衡的影响惰性气体对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响这是van’t Hoff 公式的微分式 根据Gibbs-Helmholtz方程,当反应物都处于标准状态时,有代入,得温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响对吸热反应对放热反应温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响 这公式常用来从已知一个温度下的平衡常数求出另一温度下的平衡常数。 或用来从已知两个温度下的平衡常数求出反应的标准摩尔焓变温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响已知:代入van‘t Hoff 微分式,得温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响移项积分,得:将平衡常数与Gibbs自由能的关系式代入,得:温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响对于低压下的气体又因为所以可得压力对化学平衡的影响压力对化学平衡的影响 根据Le chatelier原理,增加压力,反应向体积减小的方向进行。这里可以用压力对平衡常数的影响从本质上对原理加以说明。对于理想气体,压力对化学平衡的影响压力对化学平衡的影响null对理想气体null气体分子数减少,加压,有利于反应正向进行气体分子数增加,加压,不利于反应正向进行增加压力,反应向体积缩小的方向进行压力对化学平衡的影响压力对化学平衡的影响对凝聚相反应,设各物处于纯态null反应后系统的体积增加反应后系统的体积变小惰性气体对化学平衡的影响惰性气体对化学平衡的影响null 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。 反之,对于分子数减少的反应,加入惰性气体,会使反应向左移动§ 6.7 同时化学平衡§ 6.7 同时化学平衡 在一个反应系统中,如果同时发生几个反应,当到达平衡态时,这种情况称为同时平衡。 在处理同时平衡的问题时,要考虑每个物质的数量在各个反应中的变化,并在各个平衡方程式中同一物质的数量应保持一致。null例1:同时存在如下两个平衡:nullnull§6.8 反应的耦合§6.8 反应的耦合耦合反应(coupling reaction) 设系统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,则这两个反应称为耦合反应。例如:耦合反应的用途:耦合反应的用途:例如:在298.15 K时:反应(1)、(2)耦合,使反应(3)得以顺利进行。§6.9 近似计算§6.9 近似计算 利用以上公式虽然可以通过热力学数据表作一些计算,但是要获得完备的在各个温度下的热力学数据还是困难的,所以有时只能作一些估算。null 根据Gibbs自由能的定义式,在等温时有已知代入上面的计算式,得null若数据不全可以用如下两种方法,作近似计算null若令:(1)设null这是一个十分粗略的估算公式(2)设null2.估计反应的有利温度提高温度对反应有利降低温度对反应有利这时温度就起了调节作用转折温度转折温度
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