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1、物理化学章化学平衡热力学原理第1页，共47页，编辑于2022年，星期日由由rGT,p的符号可判断过程的方向，的符号可判断过程的方向，rGT,p是化是化学反应体系中产物学反应体系中产物Gibbs自由能与作用物自由能与作用物Gibbs自自由能之差，随着反应进行由能之差，随着反应进行rGT,p趋向于零，反应趋向于零，反应趋向平衡。当外界条件发生改变时，原平衡被破趋向平衡。当外界条件发生改变时，原平衡被破坏，即发生平衡移动，直至达到新条件下的新平坏，即发生平衡移动，直至达到新条件下的新平衡。那么，平衡移动的方向？新平衡点（限度）衡。那么，平衡移动的方向？新平衡点（限度）？与外界影响因素的关系？与外界影
2、响因素的关系？本章要解决的问题本章要解决的问题第2页，共47页，编辑于2022年，星期日1.1.化学反应的等温方程式化学反应的等温方程式一、化学反应等温方程式的导出一、化学反应等温方程式的导出1.1.化学平衡的条件化学平衡的条件 aA+d D=xX+yY 或或 不作有效功的条件下，反应过程的任意瞬间：不作有效功的条件下，反应过程的任意瞬间：T,pT,p得得和和第3页，共47页，编辑于2022年，星期日反应过程中，反应过程中，ni 发生变化发生变化i也变化也变化G体体变化变化rGm 0G e01rGm 0，反应自动左移；反应自动左移；rGm=0，体系达到平衡体系达到平衡化学反应平衡的条件是：化学
3、反应平衡的条件是：rGm=这是这是“量变量变”到到“质变质变”的分界的分界点点第4页，共47页，编辑于2022年，星期日也被定义为也被定义为“化学亲和势化学亲和势”“化学亲和势化学亲和势”描述了物质间化学反应的趋势，描述了物质间化学反应的趋势，贝特洛原理贝特洛原理(早期早期)：反应放热反应放热(rHm 0)反应存在反应存在如何解释如何解释？第5页，共47页，编辑于2022年，星期日 rGm=TrSm rHm0，反应自动进行，反应自动进行当当rHm0，rSm0时，时，rGm0，且，且|rHm|愈大，愈大，rGm愈负，反应趋势愈大愈负，反应趋势愈大 满足贝氏原则满足贝氏原则当当rHm0，rSm0时
4、：时：若若|rHm|TrSm|，则，则rGm0 满足贝氏原则满足贝氏原则若若|rHm|TrSm|，则，则rGm0 贝氏原则失效贝氏原则失效当当rHm0，rSm0时，时，rGm0，满足贝氏原则，满足贝氏原则当当rHm0，rSm0时，时，若若rHm TrSm，则，则rGm0 贝氏原则失效贝氏原则失效若若rHm TrSm，则，则rGm0 满足贝氏原则满足贝氏原则第6页，共47页，编辑于2022年，星期日2.2.均相化学反应等温方程式均相化学反应等温方程式 气相反应气相反应设为理想气体设为理想气体 aA+f F=xX+yY令：令：标准压强商标准压强商则：则：等温方程式等温方程式第7页，共47页，编辑于
5、2022年，星期日化学反应达到平衡时，化学反应达到平衡时，rGm=0，则：，则：注注意意只是只是T的函数的函数当当T一定时，一定时，确定，令确定，令 称称 为标准平衡常数，即为标准平衡常数，即且：且：等温方程式等温方程式 第8页，共47页，编辑于2022年，星期日，rGm 0，反应（平衡）逆向移动反应（平衡）逆向移动，rGm 0，金属将被，金属将被O2氧化；氧化；当当 p分分时，时，rGm 0，即，即T=2500K时，时，pCO2 M 时有：时有：R=N M 独立方程式数独立方程式数 =物种数物种数 元素数元素数第45页，共47页，编辑于2022年，星期日 CH4 +H2O =CO +3H2t=0 a b 0 0 t=te CO +H2O =CO2 +H2t=0 0 b 0 0t=te 平衡时体系中物质总量平衡时体系中物质总量第46页，共47页，编辑于2022年，星期日原则上，由原则上，由 可求出一定温度下的可求出一定温度下的 值，值，则两个方程可解两个未知数则两个方程可解两个未知数1和和2。P317第47页，共47页，编辑于2022年，星期日