5.非标准状态下吉布斯自由能变的求解 化学平衡 ·体系中所有组分物，包括反应物与产物 的浓度不再随时间而变化。只要外界条 件不变，这种状态就一直保持不变，称 为平衡状态。 化学反应进行的限度。 Forward rate Equilibrium Reverse rate Forward rate =Reverse rate Time 不同的反应，正逆反应的速率不同， V.>V ，反应正向进行 V,<V ，反应逆向进行 V,=V, 反应达到平衡 6
6 5. 非标准状态下吉布斯自由能变的求解 化学平衡 • 体系中所有组分物，包括反应物与产物 的浓度不再随时间而变化。只要外界条 件不变，这种状态就一直保持不变，称 为平衡状态。 ——化学反应进行的限度。 不同的反应，正逆反应的速率不同， ，反应正向进行 ，反应逆向进行 ，反应达到平衡
1.平衡的特点和平衡常数 (1)平衡的特点 a.平衡是一种区别于始态的状态； b.动态平衡，v,=v.; c.在一定温度下，用K来表征平衡态及化 学反应进行的程度； d.K随温度的不同而改变。 例 CO,(g+H,(g)备4塗？CO(g十H,O(g)的实验数据 [CO]or [H2O] [CO2]or [H2] Equilibrium Time 0.020.02 0.0082 0.0082 0.01180.0118 2.4 7
7 （1）平衡的特点 a.平衡是一种区别于始态的状态； b.动态平衡， ； c.在一定温度下，用Kθ来表征平衡态及化 学反应进行的程度； d.Kθ随温度的不同而改变。 1. 平衡的特点和平衡常数 的实验数据 编 号 起始浓度/mol•dm-3 平衡浓度/mol•dm-3 CO2 H2 CO H2O CO2 H2 CO H2O 1 0.01 0.01 0 0 0.004 0.004 0.006 0.006 2.3 2 0.01 0.02 0 0 0.022 0.00122 0.0078 0.0078 2.3 3 0.01 0.01 0.001 0 0.0041 0.0041 0.0069 0.0059 2.4 4 0 0 0.02 0.02 0.0082 0.0082 0.0118 0.0118 2.4 2 2 2 CO H O CO H 1473K CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) 2 2 2 噲 垐 垐 垐?? 例
(2)平衡常数一标准平衡常数p1 对于溶液中的可逆反应： aA(aq)+bB(aq)谵？gG(aq)+hH(aq) 标准平衡常数K可表示为： K(IGl(H (A/c)(B]/c) (2)平衡常数一 标准平衡常数p2 对于气相可逆反应： aA(g)+bB(g)-gG(g)+hH(g) 标准平衡常数K°可表示为： K0=p6/p)(p1p) (lp)(palp) 8
8 （2）平衡常数——标准平衡常数p1 对于溶液中的可逆反应： 标准平衡常数Kθ可表示为: aA(aq)+bB(aq) gG(aq)+hH(aq) 噲垐 ?? ([ ]/ ) ([ ]/ ) ([ ]/ ) ([ ]/ ) g h a b G c H c K A c B c （2）平衡常数——标准平衡常数p2 对于气相可逆反应： 标准平衡常数Kθ可表示为: ( / ) ( / ) ( / ) ( / ) g h a b e e G H e e A B p p p p K p p p p
标准平衡常数的意义 引入了相对浓度和相对压力的概念： ·引入了标准态： ·Ke的特点： a.量纲为1： b.直接与吉布斯函数△G有关；而与参 与反应的各物质浓度或分压无关。 ·表征平衡程度：K6>1;K<1 ·表征与吉布斯自由能△G的关系 2.标准平衡常数K与△，G关系及 化学反应的方向 (1)反应商Q 2C0(g)+O2(g)=2C02(g) a会会哈 0 (Pco.Ip) 平衡时 K°=Q= (po,1p)2 (po1p)'(p6,1p) 9
9 • 引入了相对浓度和相对压力的概念； • 引入了标准态； • Kθ的特点： a.量纲为1； b.直接与吉布斯函数ΔGθ有关；而与参 与反应的各物质浓度或分压无关。 • 表征平衡程度： Kθ >1; Kθ <1 • 表征与吉布斯自由能ΔGθ的关系 标准平衡常数的意义 2. 标准平衡常数Kθ与 关系及 化学反应的方向 2CO (g) + O2 (g) = 2CO2 (g) 2 2 2 2 2 2 2 1 2 ( / ) ( ) ( ) ( ) ( / ) ( / ) CO CO O CO CO O p p p p p Q p p p p p p p （1）反应商 Q 2 2 2 2 ( / ) ( / ) ( / ) C O e e O CO e p p K Q p p p p r m G 平衡时