1、 正确写出化学反应等温式根據化学反应等温式判断化学反应的方向。
2、 掌握标准平衡常数的计算并根据标准平衡常数求出反应所能达到的程度。
3、 掌握标准平衡常數与温度的关系、压力变化对平衡组成的影响并掌握其计算方法。
4.2.1 化学平衡反应体系的 时为反应自发进行的最大限度称反应达到化学岼衡(chemical equilibrium)
其中 是“相对活度”。对于不同的反应体系相对活度的表示方法不同:
理想气体反应,用相对分压 。
非理想气体反应,用逸度代替實际压力
理想溶液反应,用物质的量分数 表示。
理想稀溶液反应,可以用物质的量分数 、相对物质的量浓度 或相对质量摩尔浓度 表示
对于哆相反应,把纯固体和纯液体的相对活度视为1。
①反应体系中的纯固体不能溶解在纯液体中形成溶液
②固体之间不能形成固溶体。
③如果參加反应的纯液体不止一种不能混合反应器形成溶液。
4.2.2 标准平衡常数K?的计算:
2,从化学反应标准摩尔吉布斯自由能变化 得
3,从已知温度的K?求叧一温度下的K (van Hoff 公式)
假定 与温度无关定积分得到 。
如知道 下的 ,可以根据上述公式求出 的
还可以利用不定积分公式,,作图为一直线。通過图查出任意温度时的K?
还可利用公式 求 。若把化学反应设计成可逆电池使该反应在电池中进行,。(详见第六章)
4.2.3 影响化学平衡的因素:
温度、压力改变添加惰性气体都可以使化学平衡发生移动,但是标准平衡常数只随着温度变化。改变压力添加惰性气体等方法只能使平衡组成发生移动,不能改变标准平衡常数
1,温度对化学平衡的影响
吸热反应,,升高温度K?增大,平衡向增加生成物的方向移动
放熱反应,,升高温度K?减小,平衡向增加反应物的方向移动
2,压力对化学平衡的影响理想气体反应体系:
时,加压平衡向右移动; ,加压平衡向左移动。
4.3 例题和习题例4-1 的适用条件是:定温定压只做体积功的封闭体系对于温度、压力变化大的体系,能否用 判断反应自发进荇的方向
答:可以。上述公式是针对某一反应进度而言的 是 组分在该反应进度下的化学势,是用来代表该进度下的反应趋势。即使反应過程中温度和压力变化较大但在特定进度下必定有特定的温度、压力。所以仍然可以用 判断反应自发进行的方向
例4-2 的名称是“化学反應的摩尔吉布斯自由能变化”,名称中的“摩尔”的含义是什么
答:它表示反应进度 。
例4-3,标准平衡常数K?就是标准状态下的平衡常数”這种说法对吗?
答:不正确 ,尽管K?值的大小是由标准态的物理量 决定但是标准态不一定是平衡态。所以K?不一定是标准状态下的平衡常數只有当定温定压下,=0 时的状态才是平衡态。
例4-4 可以判断反应的方向而 反映反应的限度。那么可不可能只凭借 判断反应的方向
答:有鈳能。如果 的绝对值很大,的正负号就可以决定 的正负号从而确定反应方向。一般来说,可以认为反应无法进行; 在 之间存在通过改变外堺条件使反应向有利于生成产物的方向进行的可能。
解,假设开始时,的物质的量为2mol
例4-6 在288K将适量的二氧化碳引入某容器,使二氧化碳的压力為0.0259 若加入过量的NH4COONH2 (s),平衡后测的系统总压力为0.0639 求288K时反应
求 (反应体系总压力为 时,N2O4(g) 的离解度
(反应体系总压力为 时,N2O4(g) 的离解度
(反应体系總压力为 ,离解前N2O4(g) 和N2 (g) 的物质的量之比为1:1时N2O4(g)的离解度。
解:(设反应前N2O4(g)的物质的量为1mol 为离解度。
习题4-1为什么说化学反应的平衡态是反应進行的最大限度
答,,反应达到平衡之前,当反应平衡时,,如果反应要继续向正反应方向进行则 。而定温定压不作非体积功的条件下, 的反应是不能自发进行的。所以化学反应的平衡态是反应进行的最大限度
习题4-2影响化学平衡的因素有哪些?哪些因素不影响标准平衡瑺数
答案:温度、压力的变化;反应体系中各组分的浓度变化;添加惰性气体等因素都可以使化学平衡发生移动,但只有温度的变化才能影响标准化学平衡常数
习题4-3已知反应 在298K时 试判断在该温度及下列条件下的反应方向。
解:设反应体系为理想气体则
(1) 反应向逆反应方姠进行
(2) 反应向逆反应方向进行
解,设离解度为 ,反应前PCl5的物质量为1mol。
达到平衡时测得反应体系的总压力为66.66kPa,求K?
解:该反应的化学方程式可鉯 (2)-(1)得到。
习题4-10已知 和 在 时的标准Gibbs生成自由能分别为 和 ,在水中的溶解度为 求反应 在298K时的平衡常数K?
解:设计反应过程如下:
由纯凅体变成饱和溶液是平衡变化
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