最新亥姆霍兹方程ppt课件

图上曲线的斜率，
因为是微小变化，反应进度处于0~1 mol之间。
G
( )T , p
0
反应自发向右进 行，趋向平衡
G
(
)T ,p
0
G
( )T , p
0
反应自发向左进 行，趋向平衡
反应达到平衡
第一章 热力学第一定律与热化学
8
§3.2 化学反应等温方程和平衡常数
一.化学反应等温方程式
aA bB gG hH
RlT naΒ υΒ υΒμΒ T Δ rG m ( T )
Β
Β
Β
aΒυΒ平
衡 expΔrG Rm (TT)
Ke
x pΔrG Rm (TT )aaG A agaaH D dh e
q
K 就是标准平衡常数（Standard equilibrium constant ）
第一章 热力学第一定律与热化学
等温条件下，化学反应达平衡时
i （i 产 物 ） i （i 反 应 物 ）
若 A、 B、 G 、 H 皆 为 理 想 气 体 ， 有 ：
i
0 i
R T ln
pi p0
第一章 热力学第一定律与热化学
9
a(A0
RTln
ppA0 )b(B0
RTln
pB p0
)
g(G0
RTln
pG p0
)
h(H0
1.化学平衡表现为静态，而实际上是一种动态平衡， 它是化学反应进行的限度。
2.当外界条件一变，平衡也随之发生改变，直至新 的平衡。
化学平衡的实质：从动力学看，是正、逆反应的速 度相等；从热力学看，是产物的化学势总和等于反 应物化学势的总和。
第一章 热力学第一定律与热化学
ห้องสมุดไป่ตู้
4
二.化学反应平衡条件
1.反应进度 任一化学反应 aA + dD === gG + hH
RTln
pH p0
)
rGmgG 0 hH 0 aA0 bB0 RTlnaaG gA aaaH B hb
rGm 0 RTlnaaG gA aaaH B hb
r
G
0 m
在T一定时为常数，化学平衡时rGm=0, 所以有
r Gm0
RTln(
aGg
a
h H
a
a A
aBb
)eq
0
r Gm0
R
第一章
T热力ln学第( 一aa定GgAa律与 热aa化HhBb学)
第一章 热力学第一定律与热化学
13
§3.3化学平衡常数的表示法
一.标准平衡常数
• 任一化学反应 aA + dD + … → gG+hH + …
在定温定压下达到平衡时 υΒμΒ 0 Β
物质B的化学势 μΒμΒ (TR ) T l nΒa 代入上式得
υΒμΒ TRTlnΒa υΒμΒ TRlTn aΒ υΒ 0 Β
3
§3.1 化学反应的平衡条件
一.化学反应平衡的实质
An equilibrium is established when the rate
of the forward and backward reactions are equal.
for example：
H2 (g)+I2(g) 2HI(g)
eq
10
二.平衡常数：
K0
aGg aAa
aHh aBb
eq
constant
K 0：称化学反应标准平衡常数，无量纲。与温度、
反应体系本身有关。给定反应，温度一定，则 有定值。
rGm0
0
RT ln K
rGm0 : 化学反应标准吉布斯自由能变化值
第一章 热力学第一定律与热化学
11
三.化学反应的等温方程
6
3.根据吉布斯函数的判据：
用
( G )T,p
,
B B
B
或 ( rG m )T,p
判断都是等效的。
(rGm)T,p 0 反应自发地向右进行
(rGm)T,p0
反应自发地向左进行，不可能自发 向右进行
(rGm)T,p0 反应达到平衡
第一章 热力学第一定律与热化学
7
用
(G
)T ,p
判断，这相当于G ~
它的化学计量方程式的通式为： 0 υBB B
ξ
ΔυBnΒ
nB
nB,0 υB
dξdaA nddD ndgG ndhH n
ξ在0到1这间变化时，A、D、G、H四种物质都存 在，且其量都在变化，每取ξ一定值时，则A、D、 G、H也都有确定的量。
第一章 热力学第一定律与热化学
5
2.反应的方向
设任意一封闭体系中有一化学反应
aA + dD + … → gG+hH + … 在定温定压下，若上述反应向右进行了无限小量的 反应，此时体系的吉布斯函数变
dGp(T ) , μΒdBn B
d nB υBd ξ ，代入上式得
d G p () T μBυΒ,d ξ( υΒμΒ)d ξ
B
B
ΔrGmG ξ Tp, Β υΒμΒ
第一章 热力学第一定律与热化学
A
B
第一章 热力学第一定律与热化学
12
rG mRlT n K pRlT n Q p
反应进行的方向和限度 的判断：
K Qa
K Qa K Qa
ΔrGm0 反应能正向进行
ΔrGm0 反应不能正向进行（逆方向可） ΔrGm0 反应达到平衡
压力商
K KP
Qp BP PBυBppG AppgappD Hppdh
第一章 热力学第一定律与热化学
2
引言
1.内容：运用化学势讨论化学平衡的实质 2.主要解决： 由热力学数据计算化学平衡常数； 以确定反应的方向、平衡条件和平衡时各物 质间的数量关系； 研究温度、压力等因素对化学平衡的影响。 3.说明：热力学处理平衡问题不涉及变化的 速率.
第一章 热力学第一定律与热化学
(reaction isotherm)Van’t Hoff等温式
rGmrGm 0 RTlnaaG gA aaaH hB b
rGm
r
G
0 m
RT
ln Q p
R T ln K 0 R T ln Q p
— — V a n 't H o ff等 温 式
ag ah
Q G H ,称为压力商
p
aa ab
亥姆霍兹方程
引言
• 化学平衡是热力学第二定律在化学反应中的具体应用。 • 用热力学原理, 研究化学反应系统的平衡规律, 解决反应的方
向和限度问题, 找出平衡组成与温度, 压力之间的关系. • 化学平衡的热力学原理, 为实际生产中寻找最佳的反应工艺条
件以提高产率提供理论依据.
• 存在于NO2 和NO 混合气中的 化学平衡. 2NO2(棕色) =N2O4(无色) (左图, 室温) N2O4 + 2NO = 2N2O3(s, 蓝色) (右图, 液氮中, < 100.1 ℃)
14
化学平衡常数的表示法 rG m RlTnK
二.几种类型反应的平衡常数
1.理想气体反应以压力表示的标准平衡常数