西北工业大学：《普通化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 化学热力学基磁（1.4）化学平衡的移动

对丁一个已经达到化学平衡的反应,如果外界条件 发生改变,则平衡要在新的条件下重新建立,称 §1-4化学平衡的动 前知,平衡体系中,如果改变某物质浓度(总压力),则 所有物质的浓度(分压要按照KO,取值的限制重新分配 →K不变,平衡点改变 而7变化,则改变K的数值大小,因此分别讨论 (一)浓度、总压力对化学平衡的影响—7不变 由等温方程:△Gn= A Ge+RTnQ RTInK+RTInO △Gnr=RTn(Q/K)

§1-4 化学平衡的移动 • 前知，平衡体系中，如果改变某物质浓度(总压力)，则 所有物质的浓度(分压)要按照K T取值的限制重新分配 ➔ K T不变, 平衡点改变 • 而T变化，则改变K T的数值大小，因此分别讨论： • (一) 浓度、总压力对化学平衡的影响——T不变 • 由等温方程：rGm,T =rG m,T+RT lnQ • =- RT lnK T +RT lnQ • rGm,T = RT ln(Q/K T ) 对于一个已经达到化学平衡的反应，如果外界条件 发生改变，则平衡要在新的条件下重新建立，称：

Gmt= rtIn(elK 1)当Q<K时,QK<1,m项<0,△Gnn<0 未达平衡,可逆反应自动正向进 2)当Q=K,时,QK=1,h项=0,△Gmn7=0 已达平衡,可逆反应宏观上不进行 3)当Q>K,时,Q/K1,m项>0,△Gm1>0 超过平衡,可逆反应自动逆向进行 所以,对已经达到平衡的体系 1、浓度(分压)的影响: =ⅡL产物相对量 ∏反应物相对量n 增加反应物Q<Kor,反应正向进行 增加产物Q>Kr,反应逆向进行 减少反应物Q>Kr,反应逆向进 减少产物Q<K,反应正向进行

• rGm,T = RT ln(Q/K T ) • 1) 当Q < K T时，Q/K T<1，ln项<0，rGm,T <0 未达平衡，可逆反应自动正向进行 • 2) 当Q = K T时，Q/K T=1，ln项=0，rGm,T =0 已达平衡，可逆反应宏观上不进行 • 3) 当Q > K T时，Q/K T>1，ln项>0，rGm,T >0 超过平衡，可逆反应自动逆向进行 • 所以，对已经达到平衡的体系： • 1、浓度(分压)的影响：  =  B B   反应物相对量 产物相对量 Q • 增加反应物 • 增加产物 • 减少反应物 • 减少产物 Q < K T，反应正向进行 Q > K T，反应逆向进行 Q > K T，反应逆向进行 Q < K T，反应正向进行

2、总压力的影响: p变化对凝聚相反应的影响小,下面针对气相反应 如果体系的总压个倍,则各气体的分压也个倍,如 N2O4(g)=2NO2(g) 设平衡时分压分别为:p(N2O4),p(NO2) /(pN02p少 NO nO nO 将体积缩小倍,总压增加后(瞬间)的气体分压为 p(N2O4=2p(N2O4)2p(NO2)=2p(NO2) 因此 (PNo, /p)(2PNo, p) NO 2K pN2 04/p 2pN,o, /p 2, Q>Kr→△Gn>0,超过平衡,反应逆向分子数进行 教材P26的一般推导与此一致+例16-18自学,下面讨论:

• 2、总压力的影响： • p变化对凝聚相反应的影响小，下面针对气相反应 • 如果体系的总压1倍，则各气体的分压也1倍，如 N2O4 (g) == 2NO2 (g) • 设平衡时分压分别为：p(N2O4 ), p(NO2 ) • 将体积缩小1倍，总压增加后(瞬间)的气体分压为： p’(N2O4 )=2p(N2O4 ), p’(NO2 )=2p(NO2 ) • 因此，     p p p p p p p K 2 4 2 2 4 2 N O 2 NO N O 2 NO / ( / ) = =       K p p p p p p p p p p p Q 2 2 4 2 / (2 / ) / ( / ) 2 4 2 2 4 2 2 4 2 N O 2 NO N O 2 NO N O ' ' 2 NO = = = = • Q>K T ➔rGm,T>0, 超过平衡, 反应逆向(分子数)进行 教材P26 的一般推导与此一致+例16-18 自学, 下面讨论：

(二)温度对化学平衡的影响—改变KOr 由Gbs公式知△GOm()与温度有关 △,GOm(T)=△HOn-7△SOmn=RlnK 虽认为△HOn和△SOn与温度7无关,但7在后式两端不能 消去,表明K定与有关 K R T 使用中,此式须同时计算ASO和△HOn,不方便 分别在温度为T和T2时有 In K rm n ke R 72 R 相减得 K△A,H(11化学反应等压式 K RT

• (二) 温度对化学平衡的影响 ——改变K T • 由 Gibbs公式知 rG m(T)与温度有关： rG m(T)= rH m - TrS  m =-RTln K T • 虽认为rH m和rS  m与温度T无关，但T在后式两端不能 消去，表明K T一定与T有关： • 使用中，此式须同时计算rS  m和rH m，不方便 • 分别在温度为T1和T2时有：          =  − T H S R K r m T r m   1  ln          =  − 1 1 ln 1 T H S R K r m T r m             =  − 2 1 ln 2 T H S R K r m T r m    • 相减得： 化学反应等压式         −  = 1 2 1 1 ln 1 2 R T T H K K r m T T   

KK θT △,H(11 RT T 只要知道反应在某一温度T下的K,则可以方便地计 算另一温度T2下的K2 当体系的压力和浓度不变时,如果 APm0放热)则1个(27)=>(k2<k) V(72<7)→(K2>K) →K个 AP2(吸热),则个点(k→K 个 V(72<71)→(K2<K) 所以,对k的影响与△H的符号(吸热、放热)有关 中学:升高温度有利于吸热反应进行的原因 等压式的使用中,仍然要注意物理量的单位 通常AFO为kJmo1,R为 J.K-1. mol-l

• 只要知道反应在某一温度T1下的K 1，则可以方便地计 算另一温度T2下的K 2 • 当体系的压力和浓度不变时，如果 • rH m<0 (放热)，则         −  = 1 2 1 1 ln 1 2 R T T H K K r m T T    • rH m>0 (吸热)，则       T     K T T K K T T K K ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 2 1 2 1 2 1           T     K T T K K T T K K ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 2 1 2 1 2 1     • 所以，T对K的影响与rH m的符号(吸热、放热)有关 • 中学：升高温度有利于吸热反应进行的原因 • 等压式的使用中，仍然要注意物理量的单位： 通常rH m为 kJ·mol-1 ，R为 J·K-1·mol-1