化学平衡
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141414141414141414141414141414141414141414141414（28学时） 第四章：化学平衡
4.1化学势和化学平衡（1课时）
回顾：化学势判据在化学变化中的应用。 设有任意的反应;
hH gG dD aA +→+
多组分体系热力学的基本关系式子：
∑∑=−−−→−++-=
B
B B p
T B
B B dn dG dn dG μμ等等,Vdp SdT
ξξd V dn v dn d B B B
B =⇒=
∑∑=∂∂⇒=⇒B
B B P T B
B B V G
d V dG μξξμ,)(
对于上述反应有：)()()(,D A B
H G B B P T d a h g V G
μμμμμξ+-+==∂∂∑ 若则有,0)(
,<∂∂P T G
ξ
： 反应正向进行；）0)(()(
,<+-+=∂∂D A H G P T d a h g G
μμμμξ
反应逆向进行；）0)(()(
,>+-+=∂∂D A H G P T d a h g G
μμμμξ
反应达到平衡；
＝）0)(()(
,D A H G P T d a h g G
μμμμξ
+-+=∂∂ 总结：定温、定压以及W ’=0的条件下，反应达到平衡时，反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。∑B
B B V 0＝μ（举例表示）
4.2化学反应定温式和标准平衡常数
回忆化学势的表达形式，补充化学反应定温式和标准平衡常数：
I 化学反应定温式和标准平衡常数的表达形式【基本依据：∑=∆B
B B V μP T,m r )G (】
具体讲解：
定T ，定P 下，任意反应hH gG dD aA +→+
有：∑∑=∆−→−=∂∂=B
B B B B B P T V V G μμξζP T,m r 1
,)G ()(
以理想气体为例来讨论化学反应定温式：
化学反应定温式
压力商
反应进行到任意时刻的对于任意反应----RT lnQ )G (G )
()()()()G ()()()()(ln
)P P (ln RT )]P P (
RT ln [)G (P m r m r B
B
B ,m r B
B B B
B B B B B B
B B B P T,m r +∆=∆⇒----=
=∆+=−−−−−−−−→−+=+==∆∑∑∑∑∑∑=-+θθ
θθ
θθ
θθ
θθθθθθθθμνμννμνμνμd
P P a P P h
P
P g P P P P T d P
P a P P h P P g P P hH
gG dD aA B
B B D A H G D A H G Q RT V
θ
θ
θ
θθ
θθθθθθθθθθθθθθP
P P d
P P a P P h P
P g P P d P
P a P P h
P P g P P d
P P a P P h
P
P g P P K Q RT Q RT RT RT RT D A H G D A H G D
A H G ln
ln RT lnK G :K ln )G ()
()()()(K )()()()(ln
)G (0)()()()(ln )G (0G :P m r P
m r P m r m r m r =+-=∆⇒-=∆⇒---=
-=∆⇒=+∆⇒=∆化学反应定温式可写成力商
反应达到平衡时刻的压当反应进行达到平衡时
讨论：
反应达到平衡
反应逆向自发进行反应正向自发进行⇒=∆⇒=⇒>∆⇒<⇒<∆⇒>0G K 0G K 0G K m r P m r P m r P P P P Q Q Q θθ
θ
思考：１０１页４－３题 可见：
相联系
与化学反应方向的判断系与平衡常数的计算相联---=+-=∆----------------=∆θ
θ
θ
θ
P
P P K Q RT Q RT RT ln
ln RT lnK G K ln G P m r P m r
此外，平衡常数的表达关键问题是如何表达各组分的化学势，有了化学势就能求得相应反应
的平衡常数和等温式。
理想溶液： B B B x RT P ln T ,*）＋（＝μμ
B
B P
P
P P B B
B
B B
B
x RT
P
dp
x
RT
P dp
P
x RT
P
ln
T
,
V
ln
T ,
)(
ln
T
,
m
,
B
）＋（
）＋
（
）＋
（
＝θ
θ
θ
θ
θ
θ
μ
μ
μ
μ
μθ
θ≈
+=
∂
∂
+
⎰
⎰
θ
θ
θ
θ
θ
μ
ν
νμ
ν
μν
μ
x
m r
D A
H
G
B
B
B B
B
B
B
B B
B
B
B
B
P
T,
m
r RT
lnK
)
G
()
x
(
)
x
(
)
x (
)
(x
ln lnx
RT
]RT
lnx [
)G
(
+
∆
=
+=
−
−
−−
−−
−
−
→
−
+=
+=
=
∆
⇒∑
∑∑
∑
∑
=-
+
d
a
h
g
hH
gG
dD
aA B
B
B
RT V
对于任意反应
II
平衡常数与化学反应方程式的关系
∆Ｇ与计量系数之间成倍数关系，方程式相加减时，相对应的
∆
Ｇ应相加减。
K 与相应计量系数间成方次的关系，方程式相加减时，相对应的K 应相乘除。
)1()()I
)g (H 22122
1θ
m r G g HI g ∆----=+（ )2()(2)I )g (H 22θ
m r G g HI g ∆----=+（
θ
θ
θθθ12/12
/1m r RT lnK )()
()
(ln
)1(G 2I 2H I H -=-=∆P P
P P P P
RT
θ
θ
θθθ22
m r RT ln ))(()(ln
)2(G 2I 2H I H K RT P
P
P P P P
-=-=∆
)1(G 2)2(G m r m r θ
θ
∆=∆
2
1
221K K RTlnK 2RTlnK θθθθ=⇒-=-⇒ 方程式相加减时又如何？
已知某温度下反应：１ )1()(2/1)()(1222θ
θ
m G K g O g H g O H r ∆-----+=
２ )2()(2/1)()(1222θ
θm G K g O g H g O H r ∆-----+= 求反应３ )3()(C )()g (O H )(CO 3222θ
θ
m G K g O g H g r ∆-----+=+ ３＝１－２
θ
θθ
θ
θθθθθ2
1
3213m m r K K K RT lnK RT lnK K ln 2G -1G )3(=
⇒+-=-⇒∆∆=∆RT G r r m ）（）（
如果参与反应的各组分处于不同相，标准平衡常数又如何表示呢？
III 复相发应的平衡常数（1课时）
复相反应的平衡常数等式中不出现凝聚相
有气相并且有液相或者固相共同参与反应，并且只考虑凝聚相均处于纯态，不形成固溶体或
者溶液：例如定温、定压下CaCO 3分解反应： CaCO 3(S)=CaO(S)+CO 2(g)