1.The basic features of chemical equilibrium (1)the composition of an equilibrium mixture undergoes no further change with time,系统的组成不再随着时间的变化而变化。 (2)chemical equilibria are dynamic. (3)the equilibrium composition is independent of the path of approach.系统的平衡 组成与达到平衡所经历的途径无关。 2.The standard equilibrium constant expression For a more general chemical reaction: aA(g)+bB(aq)+cC(s)xX(g)+yY(aq)+Z() [p(x)/p Flc(Y)/e p Ko [p(A)/p Jalc(B)/c p=100kpa ce=1 mol.I-1 o 与温度有关，与反应体系中物质的浓度、分压等无关。 Keis a dimensionless quantity(无量纲，google) ◇平衡常数越大，反应程度越高。 多重平衡规则（原理）：根据标准平衡常数与化学反应计量式之间的对应关系， 若某化学反应分成若干步完成，则各步反应的计量式经过线性组合得到该反应的 计量式，则其标准平衡常数等于相应各步的标准平衡常数之积或商
1、The basic features of chemical equilibrium： （1） the composition of an equilibrium mixture undergoes no further change with time.系统的组成不再随着时间的变化而变化。 (2) chemical equilibria are dynamic. (3) the equilibrium composition is independent of the path of approach. 系统的平衡 组成与达到平衡所经历的途径无关。 2、The standard equilibrium constant expression For a more general chemical reaction： 与 温 度 有 关 ， 与 反 应 体 系 中 物 质 的 浓 度 、 分 压 等 无 关 。 平衡常数越大，反应程度越高。 多重平衡规则（原理）：根据标准平衡常数与化学反应计量式之间的对应关系， 若某化学反应分成若干步完成，则各步反应的计量式经过线性组合得到该反应的 计量式，则其标准平衡常数等于相应各步的标准平衡常数之积或商。 K ( ) ( ) ( ) ( ) b c c a p p y c c x p p A / B / X / Y / = K 正 = 逆 0 aA(g) + bB(aq) + cC(s) xX(g) + yY(aq) + zZ(l)
3、Reaction quotient(反应商) aA (g)+bB(aq)+cC(s)xX(g)+yY(aq)+zZ(lI) 反应商表达式 /p Tle,()/e p [P,(A)/p][c,B)/c]b p=100kpa c=1 mol.I-1 Jk,a net reaction occurs in the forward direction: J=K,the system is at equilibrium J>K,a net reaction occurs in the reverse direction. 4、平衡组成计算中应注意的问题 (1)正确处理各物种的变化量与化学反应计量数的对应关系。在化学反应 中，个反应物和产物变化了的物质的量之比与计量数之比相同。计算 定温定压下系统的平衡组成时，应先根据反应计量式确定各物种物质 的量的变化，再计算各物种的摩尔分数和分压，最后由平衡常数求得 平衡组成。但是在定温定容下各物种的分压或浓度的变化量之比与计 量数之比是一致的。这种关系使定温定容下平衡组成的计算简化了许 多。 (2)巧设未知数与合理取舍。一、根据已知条件和要求，注意合理运用“平 衡组成与达到平衡所经历的途径无关”这一平衡特征，找出一条能简 化数值运算的途径使反应达到平衡。二、如K很大或很小，估计某 物种平衡时的分压p(B)或浓度cB)可能很小，设pB)=xcB)=x,计
3、 Reaction quotient(反应商) aA (g)+ bB(aq)+cC(s) xX(g)+yY(aq)+zZ(l) 反应商表达式 J<K , a net reaction occurs in the forward direction； J = K , the system is at equilibrium J > K , a net reaction occurs in the reverse direction. 4、 平衡组成计算中应注意的问题 （1） 正确处理各物种的变化量与化学反应计量数的对应关系。在化学反应 中，个反应物和产物变化了的物质的量之比与计量数之比相同。计算 定温定压下系统的平衡组成时，应先根据反应计量式确定各物种物质 的量的变化，再计算各物种的摩尔分数和分压，最后由平衡常数求得 平衡组成。但是在定温定容下各物种的分压或浓度的变化量之比与计 量数之比是一致的。这种关系使定温定容下平衡组成的计算简化了许 多。 （2） 巧设未知数与合理取舍。一、根据已知条件和要求，注意合理运用“平 衡组成与达到平衡所经历的途径无关”这一平衡特征，找出一条能简 化数值运算的途径使反应达到平衡。二、如 K 很大或很小，估计某 物种平衡时的分压 p(B)或浓度 c(B)可能很小，设 p(B) ＝x, c(B)＝x,计 b i a i y i x i p p c c p p c c J [ (A)/ ] [ (B)/ ] [ (X) / ] [ (Y)/ ] = def
算时某较大分压（或浓度）士x中的x可略去，从而简化了数值运算 5、嫡5是状态函数，是系统混乱度的量度。系统的混乱度与其组成、结构和微 观粒子（分子、原子等）在空间的分布及其能级分布有关。即系统的混乱度 与系统中可能存在的微观状态数？有关。Bo:man从统计力学的角度定义了 痛：S=kIn 是 -=1.3806×1023J.K- 标准熵：热力学第三定律指出：纯物质完整有序晶体在0K时的熵值为0.即 S'(perfect crystal,0 K)=kinQ=kin1=0 标准熵的变化规律： (1)对于同一物质 S品(s)<S品(I)<S品(g) (2)分子结构相似的物质，相对分子质量相近时，S品相近。否则，相对 分子质量大的物质品纹大。 (3)当相对分子质量相近时，分子结构复杂的物质，其S品较大。 6、Gibbs function Gibbs函数定义为G=HTSG也是状态函数 △G=△H-T△S 由于△Hm9和△r5m随温度变化而变化不大，可用△Hm9(298.15K),△Sm9 (298.15K)很方便的计算出△Hm9（298.15K),△5m9(298.15K) △，Gn≈△，H.(298K)-T△S.(298K)
算时某较大分压（或浓度）±x 中的 x 可略去，从而简化了数值运算。 5、 熵 S 是状态函数，是系统混乱度的量度。系统的混乱度与其组成、结构和微 观粒子（分子、原子等）在空间的分布及其能级分布有关。即系统的混乱度 与系统中可能存在的微观状态数 Ω 有关。Boltzman 从统计力学的角度定义了 熵：S=klnΩ 标准熵：热力学第三定律指出：纯物质完整有序晶体在 0K 时的熵值为 0.即 S * (perfect crystal, 0 K) = klnΩ = kln1 = 0 标准熵的变化规律： （1） 对于同一物质 （2） 分子结构相似的物质，相对分子质量相近时， 相近。否则，相对 分子质量大的物质 较大。 （3） 当相对分子质量相近时，分子结构复杂的物质，其 较大。 6、 Gibbs function Gibbs 函数定义为 G=H-TS G 也是状态函数 由于 rHm 和 rSm 随温度变化而变化不大，可用 fHm （298.15K），fSm （298.15K）很方便的计算出 rHm （298.15K），rSm （298.15K） Sm Sm Sm 23 1 1 1 A 6.022 10 mol 8.314J mol K − − − = = N R k -23 1 1.3806 10 J K − = G = H −TS (298K) (298K) rGm rHm −TrSm
△rG温(298.15K)=∑b△fG(B,phase,.298.15K) Vam'tHof等温式 △rGm(T)=△rG品(T)+RTInJ △rGm(T)=0,J=Ke 平衡时， △rG品(T)=-RTInke(T) > ArGm(T)=-RT Inke+RTInJ △：Gm(TD=-RT In9 J<Ke△rGm<0 The reaction will proceed in forward direction; J=K9△rGm=0 The reaction is at equili- brium; J>kerGm>0 The reaction will proceed in reverse direction. 若在两个不同温度下，则有
Van’t Hoff 等温式 平衡时， 若在两个不同温度下，则有
1nk9(T)-△H8298K[1_ K(T) R Endothermic reactions (),K Exothermic reactions(△rH品<ol,T↑，K9 例题：1、将1.500molN0,1.000molC2和2.500molN0Cl(亚硝酰氯) 在容积为15.0L的容器中混合。230℃，反应 2NO(g)+Cl2 (g)2NOCI(g) 达到平衡时测得有3.060 mol NOC存在。计算平衡时NO的物质的量 和该反应的标准平衡常数K9。 解：解法一：以物质的量的变化为基准进行计算。 2NO(g)+C2(g)= ±2NOCI(g) 开始ns/mol1.500 1.000 2.500 变化量n/mol-0.560 -0.5*0.5600.560 平衡n/mol 1.500-0.5601.000-0.5*0.5603.060 即平衡时，nNo)=0.940 mol n(Cla2)=0.720mol PI(NO)=(NO)(mol))503(K/15.0(L)262Pa PC2P0N0C-262kPa*0.7200.940=201kPa n(NO) PN0C=PNO(N0C-262kPa*3.060/0.940=853kPa n(NO) Po/A-C/p网i27 K= [P(NOCI)/pO 解法二：该反应为定温定容下的气相反应，各组分气体的分压与其物质的量成正 比，分压的变化量与化学计量式中各相应物种计量数成正比，因此，可以比较简
Endothermic reactions（ >0）, T , Exothermic reactions( <0), T , 例题：1、将 1.500 mol NO, 1.000 mol Cl2 和 2.500 mol NOCl （亚硝酰氯） 在容积为 15.0 L 的容器中混合。 230℃，反应 2NO(g) + Cl2 (g) 2NOCl(g) 达到平衡时测得有 3.060 mol NOCl 存在。计算平衡时 NO 的物质的量 和该反应的标准平衡常数 。 解： 解法一：以物质的量的变化为基准进行计算。 2NO(g) + Cl2 (g) 2NOCl(g) 开始 nB/mol 1.500 1.000 2.500 变化量 nB/mol -0.560 -0.5*0.560 0.560 平衡 nB/mol 1.500-0.560 1.000-0.5*0.560 3.060 即平衡时，n(NO)=0.940 mol n(Cl2)=0.720 mol P(NO)= n(NO) RT V = 0.940 (mol) * 8.314(J·mol·k -1 ) * 503(K) / 15.0(L) = 262 kPa P(Cl2)= P(NO) (Cl )2 (NO) n n = 262 kPa* 0.720/0.940 = 201 kPa P(NOCl)= P(NO) (NOCl) (NO) n n = 262 kPa* 3.060/0.940 = 853 kPa K = 2 2 2 P(NOCl) / P(NO) / P(Cl ) / p p p = 5.27 解法二：该反应为定温定容下的气相反应，各组分气体的分压与其物质的量成正 比，分压的变化量与化学计量式中各相应物种计量数成正比，因此，可以比较简 △ rHm K △ rHm K K