基本要求 引言 4.1 化学反应的平衡条件 4.2 标准平衡常数K 和DrGm的关系 4.3 平衡常数测定及平衡组成计算 4.4 化学反应的恒温方程 4.5 温度对化学平衡的影响: 恒压方程 4.6 影响化学平衡的其它因素 4.7 同时反应平衡组成的计算 小结 作业 测验 说明 van't Hoff
注：①平衡后，体系中各物质的数量按一定的比例关系不再改变。一 旦外界条件改变，平衡状态就要发生变化。
②平衡状态从宏观上看是静态，实际上是一种动态平衡。
引言
生产或研究问题：
A + B 一定条件： T, p, c
本 ?章
内
转化率a 与 T, p, cB 关系？
容
研究方法：热力学基本原理、方法
DG==DBSGvBm+BRTlnPBaBvB ≤0 反应：0 =SB vBB
化学势通式
aB： pB/p , p~B/p ,
mB=mB+RTlnaB
xB, cB/c , aB(活度)
DrGm=SB vB (mB +RT lnaB)
= SBvBmB +BSvBRTlnaB
=
SB vBmB
+RT
lnPaBvB
B
令：
DrGm
=
S
B
vBmB
DrGm=DrGm+ RTlnPB(aB)v B
义
K : 处于平衡时，各物质浓度(活度、
压力、逸度)幂指数的连乘积
4.2.2 不同反应系统Kө的表示形式 1. 理想气体反应系统
K
$
=
B
(
B
)vB e
理想气体化学势：
mB =mB + RTln(pB/p ) aB= pB / p
理想气体反应系统:
K$
=
B
(
pB
/
p$
)vB e
例如 恒T，p下反应：
= Kx (p / p )∑Bv B = Kn [p /(p ∑B nB)]∑Bv B
SB vB=0 时 K = Kc = Kn = Kx
2. 有纯态凝聚相参加的理想气体反应系统 对纯固或液态，压力影响可忽略
ms≈msө，ml≈mlө 有纯凝聚相参加的理想气体反应
K
$
= ( B
pB
/
p$
)vB e
自发 (dp=0, dT=0, 平衡 W'=0 )
平衡时T, p, cB 与热力学函数的关系?
4.1 化学反应的平衡条件
标准反应：0=SvBB (vB :化学计量数) B
摩尔反应吉布斯函数变 DrGm =SB vBmB
单位：J·mol－1
意义：恒T, p，W'=0时，系统为无限大量时 发生一个单位反应引起的吉布斯函数变化
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) 为理想气体反应系统，则
Kө= (pB/pө)evB B = (pH2O/ pө)e2·(pH2/ pө)e2·(pO2/ pө)e1
注意
(1) 气体组成可用cB, xB, nB,pB,平衡常数为：
K
$ c
=
B
(cB
/
c$
)vB e
K
x
=
B
dG =SB mBvBdx (恒T,p,W '=0) 整理
(G/ x)T, p, W '=0 = SBvBmB 定义
DrGm =SB mBvB (恒T,p,W '=0)
化学势判据式： dGT, p,W '=0 = SBvBmBdnB ≤0
自发 平衡
恒温恒压下反应平衡条件：
DrGm =SB vBmB =0
(
xB
)vB e
K
n
=
B
(
nB
)vB e
K
p
=
B
(
pB
)vB e
Kc :量纲为一。仅与T有关
Kx : 量纲为一
Kn :
单位：

(mol) B
vB
Kp :
单位：
vB
(Pa) B
(2) 各种平衡常数的关系
因为： pB= cBRT = p xB = p(nB/SBnB) 所以： K = Kc (c RT / p )∑Bv B
引言
基本概念
大部分化学反应可以几乎同时朝正、反两个方向进行，根据正、反方向进行程 度不同，可将反应类型分为两类：
单向反应：逆向反应程度很小，可忽略，如
H2

1 2
O2

H 2O
对峙反应：正、逆反应程度相当，如酯化反应：
C2 H5OH CH3COOH CH3COOC2 H5 H2O
化学平衡：在一定条件(温度，压力，浓度)下，当正、逆两个方向的反应速度 相等时，体系所达到的动态平衡状态叫化学平衡。
教学基本要求(5学时)
(1) 恒温方程及标准平衡常数 明了标准平衡常数的定义。会用热力学数据计算标
准平衡常数。了解恒温方程的推导。掌握用恒温方程 判断化学反应的方向和限度的方法。 (2) 理解平衡常数的测定，掌握平衡组成的计算 (3) 温度对标准平衡常数的影响
了解恒压方程的推导。理解温度对标准平衡常数的 影响。 会用恒压方程计算不同温度下的标准平衡常数 (4) 影响理想气体反应平衡的其它因素 了解压力和惰性气体对化学平衡组成的影响。 (5) 了解同时反应平衡的计算*
K = exp(-DrGm /RT)
注意
DrGm = -RTlnK
(1) K : 量纲为一
K = PB(aB)evB
(2) K :仅是T的函数。因DrGm 仅与T相关 (3) DrGm 和 K 的关联： DrGm = -RTlnK
DrGm : 各组分均处于标准态时，反应
含
进度为1mol时的吉布斯函数变
化学平衡条件： DrGm =SB vBmB=0 (恒T, p，W' =0 )
推导: 封闭系统微变: dG =-SdT + Vd p+SBmBdnB dT = 0，dp = 0，W '=0
dG =SB mBdnB (恒T,p,W '=0) 反应进度dx：dnB/vB =dx
mB不变时 积分： dx =01
反应的恒温方程 DrGm=DrGm + RTlnPB(aB)vB 平衡：DrGm=0 ( 恒T、p，W '=0)
DrGm = SB vBmB = -RT lnPB (aB)evB DrGm :标准摩尔反应吉布斯函数变 e:表示平衡
定义标准平衡常数: K = PB(aB)evB
DrGm = -RTlnK
无凝聚相项
应用：讨论各类反aB)关系
下节将讨论
4.2 标准平衡常数K 和DrGm 的关系
4.2.1 标准平衡常数K 的定义 4.2.2 不同反应系统K 的表示形式 4.2.3 DrGm 的计算
4.2.1 标准平衡常数Kө的定义
反应吉布斯函数变: DrGm=SB vBmB (恒T，p,W'= 0)