物理化学03教案doc

第一章.气体

第二章.热力学第一定律

第三章.热力学第二定律

第四章.化学平衡

第五章.溶液

第六章.相平衡

第七章.电化学

第八章.表面现象与胶体

第九章.化学动力学

文字内容摘要：
4    化 学 平 衡
本章学习要求：
1.理解并掌握化学反应等温式，明确其意义及应用；
2.掌握化学反应自由能（ ）和标准生成自由能的概念与意义，并能由此计算一般反应的平衡常数；
3.掌握平衡常数与平衡组成的计算方法；
4.熟悉平衡常数（ ， ）之间的关系；
5.熟悉压力、温度、惰性气体等因素对化学平衡的影响。

根据热力学第二定律，在等温等压条件下，当 时，化学反应不能自发进行；当 时，则化学反应自动地由反应物变成产物。整个过程中，反应物的浓度逐渐减小，产物的浓度逐渐增加，产物和反应物吉布斯自由焓之差趋近于零，直到 时，达到平衡。平衡状态表明了在一定条件下化学反应进行的限度。只要外界条件不变，平衡状态不再随时间变化，但是，外界条件一旦改变，原来的平衡状态就要遭到破坏，这时，体系又要按照新的条件建立新的平衡状态。平衡状态从宏观上看似乎是静止状态，而实际上是正逆反应速率相等，反应在不断地进行，是一种动态平衡。
本章从热力学第二定律入手，导出化学反应平衡常数和等温方程式，用于判定等温条件下过程的方向和限度，以及平衡常数的计算。
4.1单相反应的平衡常数
根据热力学第二定律，在等温等压条件下，当 时，化学反应不能自发进行；当 时，则化学反应自动地由反应物变成产物。整个过程中，反应物的浓度逐渐减小，产物的浓度逐渐增加，产物和反应物吉布斯自由能之差趋近于零，直到 时，达到平衡。平衡状态表明了在一定条件下化学反应进行的限度。只要外界条件不变，平衡状态不再随时间变化。但是，外界条件一旦改变，原来的平衡状态就要遭到破坏，这时，体系又要按照新的条件建立新的平衡状态。平衡状态从宏观上看似乎是静止状态，而实际上是正逆反应速率相等，反应在不断地进行，是一种动态平衡。
本章从热力学第二定律入手，导出化学反应平衡常数和等温方程式，用于判定等温条件下过程的方向和限度，以及平衡常数的计算。
4.1.1单相反应和多相反应
系统中具有相同的物理性质和化学性质的任何均匀部分称为相，相与相之间有界面将它们分开，如：液态水是一个相，而冰、液体水和蒸汽组成的系统则是三个相；均匀的、无固体存在的糖水溶液是一个相，饱和的有固体糖存在的糖水溶液则有两个相；成分不同的固体是两个相，就是成分相同而晶型不同的两个固体物质也是两个相(如金刚石碳和石墨碳)。
因此，气体混合物或无沉淀的均匀溶液都只有一个相，称为单相。系统中参加反应的各种物质均处在同一个相的反应，称为单相反应，通常单相反应指的是气体与气体相互之间的反应，或者是溶液中发生的且无固相和气相产生的反应。如果系统中参加反应的各种物质不是处于同一相中而是两相或两相以上的反应，称为多相反应。如3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)为单相反应，而CaCO3(s)  CaO(s)+CO2(g)为多相反应。
4.1.2单相反应的平衡常数
从热力学角度推导单相反应的平衡常数的表达如下：，大小：2.09 MB