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1、物理化学第六章教学物理化学第六章教学课课件件第六章第六章 化化 学学 平平 衡衡第一节 化学反应的等温方程化学反应的等温方程第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数第三节 化学平衡常数的实验测定及计算化学平衡常数的实验测定及计算第四节 影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素第一节第一节 化学反应的等温方程化学反应的等温方程一、一、化学反应方向的判据和平衡条件化学反应方向的判据和平衡条件根据第四章所讨论的多组分系统热力学基本公式中的吉布斯函数根据第四章所讨论的多组分系统热力学基本公式中的吉布斯函数公式公式可知，当系统的温度和压力恒定时，则有可知，当系统的温度和压力恒定时，则有第一节第一节 化学
2、反应的等温方程化学反应的等温方程一、一、化学反应方向的判据和平衡条件化学反应方向的判据和平衡条件第一节第一节 化学反应的等温方程化学反应的等温方程一、一、化学反应方向的判据和平衡条件化学反应方向的判据和平衡条件第一节第一节 化学反应的等温方程化学反应的等温方程二、二、理想气体化学反应的等温方程理想气体化学反应的等温方程理想气体化学反应的热力学规律较为简单，也是讨论其他复杂理想气体化学反应的热力学规律较为简单，也是讨论其他复杂化学反应系统的基础。当温度化学反应系统的基础。当温度 T T一定时，将第四章中的理想气体组一定时，将第四章中的理想气体组分的化学势表达式分的化学势表达式第一节第一节 化学反
3、应的等温方程化学反应的等温方程二、二、理想气体化学反应的等温方程理想气体化学反应的等温方程式（式（6 67)7)的具体形式可表示如下：的具体形式可表示如下：第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数一、一、理想气体反应的标准平衡常数理想气体反应的标准平衡常数明确了化学反应进行方向的判据方法之后，还需进一步明确化学明确了化学反应进行方向的判据方法之后，还需进一步明确化学反应进行的限度，即如何定量描述化学反应是否进行完全，以及达到反应进行的限度，即如何定量描述化学反应是否进行完全，以及达到化学平衡时产物的量与反应物的量之间的关系。化学平衡时产物的量与反应物的量之间的关系。若化学反应达到平衡
4、时若化学反应达到平衡时r rG Gm m=0=0，则由式（，则由式（6 68)8)可得可得第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数一、一、理想气体反应的标准平衡常数理想气体反应的标准平衡常数把式（把式（6 612)12)代入式（代入式（6 611)11)可得可得式（式（6 613)13)也可以称为化学反应的等温方程式。也可以称为化学反应的等温方程式。把式（把式（6 613)13)代入式（代入式（6 610)10)可得可得第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数一、一、理想气体反应的标准平衡常数理想气体反应的标准平衡常数第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数二、二
5、、理想气体反应化学平衡常数的其他形式理想气体反应化学平衡常数的其他形式第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数二、二、理想气体反应化学平衡常数的其他形式理想气体反应化学平衡常数的其他形式第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数二、二、理想气体反应化学平衡常数的其他形式理想气体反应化学平衡常数的其他形式第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数三、三、有纯凝聚态物质参加的理想气体反应的标准平衡常数有纯凝聚态物质参加的理想气体反应的标准平衡常数第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数四、四、真实气体化学反应的标准平衡常数真实气体化学反应的标准平衡常数对于真实气
6、体化学反应来说，反应系统中各组分对于真实气体化学反应来说，反应系统中各组分B B的分压对理想的分压对理想气体存在偏差。为了讨论的方便，可以用气体存在偏差。为了讨论的方便，可以用f fB B表示真实气体各组分的分表示真实气体各组分的分压，用压，用B B表示真实气体分压对理想气体分压的偏差程度，则有：表示真实气体分压对理想气体分压的偏差程度，则有：第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数四、四、真实气体化学反应的标准平衡常数真实气体化学反应的标准平衡常数对于真实气体反应对于真实气体反应，达到平衡时，达到平衡时，将上式代入并整理可得，将上式代入并整理可得:第二节第二节 化学反应的平衡常数化
7、学反应的平衡常数五、五、真实液态混合物或溶液的化学平衡常数真实液态混合物或溶液的化学平衡常数对于真实液态混合物（或溶液）中的化学反应，任一组分对于真实液态混合物（或溶液）中的化学反应，任一组分B B的化的化学势的表达式为学势的表达式为:第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数六、六、复相反应的化学平衡常数复相反应的化学平衡常数化工过程或冶金过程中的反应大都属于多相反应，包括前述的化工过程或冶金过程中的反应大都属于多相反应，包括前述的有凝聚态物质参与的化学反应及溶液反应。例如，对于反应有凝聚态物质参与的化学反应及溶液反应。例如，对于反应第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数
8、六、六、复相反应的化学平衡常数复相反应的化学平衡常数解：设所需要的水蒸气为解：设所需要的水蒸气为y moly mol，则当反应达到平衡时，则当反应达到平衡时，H H2 2的物的物质的量为质的量为1 mol1 mol，H H2 2O(g)O(g)的物质的量为的物质的量为(y-1)mol(y-1)mol，而总的物质的量，而总的物质的量为为(y(y1+1)mol=y mol1+1)mol=y mol，于是，于是第二节第二节 化学反应的平衡常数化学反应的平衡常数六、六、复相反应的化学平衡常数复相反应的化学平衡常数第三节第三节 化学平衡常数的实验测定化学平衡常数的实验测定及计算及计算一、一、化学平衡常数
9、的实验测定及平衡转化率的计算化学平衡常数的实验测定及平衡转化率的计算第三节第三节 化学平衡常数的实验测定化学平衡常数的实验测定及计算及计算二、二、化学平衡常数的计算化学平衡常数的计算用实验的方法测定平衡常数有时很困难，因为有些化学反应的用实验的方法测定平衡常数有时很困难，因为有些化学反应的条件较难控制，而且有些化学反应进行得很快，不容易测定平衡时条件较难控制，而且有些化学反应进行得很快，不容易测定平衡时反应组分的浓度。此外，还有一些中间反应的平衡常数不能用实验反应组分的浓度。此外，还有一些中间反应的平衡常数不能用实验测定。此时就必须使用热力学方法来计算平衡常数。测定。此时就必须使用热力学方法来
10、计算平衡常数。第三节第三节 化学平衡常数的实验测定化学平衡常数的实验测定及计算及计算二、二、化学平衡常数的计算化学平衡常数的计算第四节第四节 影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素一、一、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是通过改变温度对化学平衡的影响是通过改变K K的值来实现的。的值来实现的。K K是温度的是温度的单值函数，它与温度的函数关系式可由吉布斯单值函数，它与温度的函数关系式可由吉布斯亥姆霍兹方程推导亥姆霍兹方程推导得到。将吉布斯得到。将吉布斯亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程第四节第四节 影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素一、一、温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响第四节第四节 影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素一、一、温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响第四节第四节 影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素二、二、压力对化学平衡的影响压力对化学平衡的影响第四节第四节 影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素三、三、惰性气体对化学平衡的影响惰性气体对化学平衡的影响