淮海工学院物理化学习题课-多组分和化学平衡精选 课件

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第五章化学平衡ppt课件

第五章化学平衡ppt课件

2NH3(aq) CO2 (g) H2O(l)
2
NH
4
(aq)
CO32

]
[NH3 ]2 p(CO2 )
该反应可以认为是由下面四个反应加和而成的。
2NH3(aq) 2H2O(l)
2
NH
4
(aq
)
2OH
(aq)
(a)
CO2 (g) H2O(l) H2CO3(aq)
2 0.000 0.000 0.200 0.094 0.094 0.012 0.016
3 0.100 0.100 0.100 0.177 0.177 0.023 0.017
可见,无论从正反应开始(实验1),还是从逆反 应开始(实验2),或者从H2、I2、HI的混合物开始 (实验3),尽管平衡时各物质的浓度不同,但生成 物浓度以方程式中化学计量系数为乘幂的乘积,除以 反应物浓度以方程式中化学计量系数的绝对值为乘幂 的乘积却是一常数。即
如 CaCO3 ( s )
CaO ( s ) + CO2 ( g )
Kp = pCO2 固相不写入。
Cr2O72 - ( aq ) + H2O ( l )
Kc
[CrO42 ]2[H [Cr 2O72 ]
]2
2 CrO4 2 - ( aq ) + 2 H+ ( aq )
H2O 为液相,不写入。
5.2.3 经验平衡常数 1.平衡常数与反应方程式
当反应处于平衡态时,rG 0 显然有
rG
RT ln aEe • aFf aBb • aDd
0
式中aB、aD、aE和aF均是平衡状态下的活度。

aEe • aFf aBb • aDd

化学平衡完整课件

化学平衡完整课件
的程度? 增加氧气的浓度
2、可逆反应H2O(g)+C(s) CO(g)+H2(g) 在一定条件下达平衡状态,改变下列条件, 能否引起平衡移动?CO浓度有何变化? ①增大水蒸气浓度 ②加入更多的碳
③增加H2浓度 ① ③
3、浓度对化学平衡移动的几个注意点
① 改变固态和纯液态物质的量并不影响V正、V逆的 大小,所以化学平衡不移动。
原因分析: •增加反应物的浓度, V正 > V逆,
平衡向正反应方向移动; 速率-时间关系图:
V


V,(正)

V(正)

V,(逆)


V(逆)

0
t1
t
讨论:
当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎 样移动?并画出速率-时间关系图.
减V


V(正)


V,(逆)

V(逆)

V,(正)
0
t1
t
一、浓度对化学平衡的影响:
速率-时间关系图:
V’正= V’逆
增大压强,正逆反应速 率均增大,但增大倍数 一样, V’正= V’逆,平衡 不移动。
0
t2
T(s)
练习
1.下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是 否移动?向哪个方向移动?移动的根本原因是 什么?
① 2NO(g) + O2(g)
2NO2 (g)
② CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)
课堂练习
❖ 已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件
使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关
叙述正确的是
B
❖ ① 生成物的百分含量一定增加② 生成物的产

物理化学 第五章 化学平衡课件

物理化学 第五章 化学平衡课件

第五章 化学平衡没有达到平衡的化学反应,在一定条件下均有向一定方向进行的趋势,即该类反应过程均有一定的推动力。

随着反应的进行,推动力逐渐减小,最后下降为零,这时反应达到最大限度,反应系统的组成不再改变,于是达到化学平衡状态。

这表明反应总是向着平衡状态变化,达到化学平衡状态,反应就达到了限度。

§5.1化学反应的方向及平衡条件对于一任意化学反应B B0B ν=∑,随反应的进行,各组分的物质的量及系统的吉布斯函数都发生变化,在恒定T ,P ,/0W =时有B BBdG dnμ=∑将反应进度BB dn d ξν=代入上式,整理得,()T P B B r m BGG νμξ∂==∆∂∑ 根据恒温恒压条件下的吉布斯函数判据可有: 若,0r m G ∆<即,()0T P G ξ∂<∂,反应正向进行,反应物自发生成产物; 若0r m G ∆>,即,()0T P G ξ∂>∂,反应不能自发正向进行; 若0r m G ∆=,即,()0T P Gξ∂=∂,反应达平衡。

化学反应亲和势A 定义为: ,()r m T P GA G ξ∂=-∆=-∂ A 是状态函数,体系的强度性质。

用A 判断化学反应的方向具有“势”的性质,即:A >0 反应正向进行; A <0 反应逆向进行; A =0 反应达平衡。

§5.1理想气体反应的等温方程及标准平衡常数1. 理想气体反应的等温方程对于恒温恒压理想气体化学反应,将*()()ln p pg g RT p μμ=+代入关系式r m B B BG νμ∆=∑得ln()B Br m B B B B BBBP G RT P νμνμνΘΘ∆==+∑∑∑式中BBBνμΘ∑为各反应组分均处在标准态时,每摩尔反应进度的吉布斯函数变,称标准摩尔反应吉布斯函数,用m r G Θ∆表示。

r m BBBG νμΘΘ∆=∑ 令()()()()()By zY Z BP a bABP P P P P J PP P PPνΘΘΘΘΘ==∏ 称为压力商则理想气体反应的等温方程:ln r m r m P G G RT J Θ∆=∆+2.理想气体反应的标准平衡常数当反应达到平衡ln 0P eqr m r m G G RT J Θ∆=∆+=即ln P eqr m G RT J Θ∆=-式中P eqJ 为反应的平衡压力商,以K表示,并称之为标准平衡常数。

第三节《化学平衡(2)》课件

第三节《化学平衡(2)》课件

5.影响化学平衡状态的因素: (1)浓度对化学平衡的影响
【实验2-5】
Cr2O72-(橙色)+H2O CrO42-(黄色)+2H+


滴加
滴加

3~10滴
10~20滴

浓硫酸
NaOH


( 平 衡 正 移 )
实验探究(实验2-6)
FeCl3 + 3KSCN
(黄色) (无色)
Fe(SCN)3 + 3KCl
条件改变 V正=V逆≠0
一定时间
V正≠V逆
V正=V逆≠0
平衡1
不平衡
平衡2
旧平衡破坏
新平衡建立
定义:可逆反应中旧化学平衡破坏,新化学平衡建立
的过程叫做化学平衡的移动。
若:V正 > V逆 V正 = V逆
V逆 > V正
平衡向正反应方向移动 平衡不移动 平衡向逆反应方向移动
【思考】 哪些条件能改变化学平衡呢?
浓度对化学平衡的影响(图像)
由以上四图可以得出结论:
1)改变反应物浓度的瞬间,只改变正反应速率 改变生成物浓度的瞬间,只改变逆反应速率
2)改变浓度后: 若v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动 若v(逆)>v(正),平衡向逆反应方向移动
3)增大浓度,新平衡速率大于旧平衡速率 减小浓度,新平衡速率小于旧平衡速率
2.化学平衡的特征: 逆 ——可逆反应 等 ——V正 =V逆(用同一物质表示) 动 ——动态平衡 (V正=V逆≠0) 定 ——各组分浓度、含量保持不变(恒定) 变 ——条件改变,平衡发生改变
条件改变,正反应速率不等于逆反应 速率时,平衡将发生破坏,然后建立新条 件下的新平衡。

2024年大学化学平衡课件(多应用)

2024年大学化学平衡课件(多应用)

大学化学平衡课件(多应用)大学化学平衡课件一、引言化学平衡是化学反应在一定条件下达到动态平衡状态的现象。

在化学反应中,正反应和逆反应不断进行,当正反应速率等于逆反应速率时,反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化,达到了化学平衡。

化学平衡是化学反应动力学和热力学共同作用的结果,是化学学科中的重要概念。

二、化学平衡的基本原理1.动力学原理:化学反应速率与反应物浓度有关,正反应速率和逆反应速率随反应物浓度的变化而变化。

当正反应速率等于逆反应速率时,化学反应达到动态平衡。

2.热力学原理:化学反应在一定条件下达到平衡时,体系的自由能最小。

根据吉布斯自由能公式,自由能变化等于焓变减去温度和熵变的乘积。

当自由能变化为零时,化学反应达到平衡。

3.化学平衡常数:化学平衡常数是衡量化学反应平衡状态的重要参数。

对于反应物和物的浓度比为a:b:c的化学反应,化学平衡常数K的表达式为K=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b,其中[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和物C、D的浓度。

三、化学平衡的影响因素1.温度:根据勒夏特列原理,温度升高时,吸热反应的平衡常数增大,放热反应的平衡常数减小。

因此,温度变化会影响化学反应的平衡状态。

2.压力:对于气体参与的反应,压力变化会影响化学反应的平衡状态。

根据勒夏特列原理,压力增大会使平衡向气体体积减小的方向移动,压力减小则会使平衡向气体体积增大的方向移动。

3.浓度:反应物和物的浓度变化会影响化学反应的平衡状态。

增加反应物的浓度会使平衡向物的方向移动,增加物的浓度则会使平衡向反应物的方向移动。

四、化学平衡的移动原理1.勒夏特列原理:当化学反应达到平衡时,若改变反应条件(如温度、压力、浓度等),平衡会向减弱这种改变的方向移动,以达到新的平衡状态。

2.埃尔兰德定理:对于多组分体系,各组分的浓度变化会影响化学反应的平衡状态。

根据埃尔兰德定理,当某一组分的浓度发生变化时,平衡会向减弱这种变化的方向移动。

淮海工学院物理化学习题课-多组分和化学平衡

淮海工学院物理化学习题课-多组分和化学平衡
2 2
(2) 2FeSO4(s) = Fe2O3 (s) + SO2 (g) + SO3 (g) 开始时: p(SO2) = 60 795 Pa 平衡时: p(SO2) + x Pa x Pa

p SO 2 xPa xPa K p p
7. 理想溶液具有一定的热力学性质。在下面叙述中 哪个是错误的。 ( ) (A)△mixV=0 (B)△mix F=0 (C)△mix H=0 (D)△mix U=0
8. 纯溶剂中加入非挥发性溶质后,沸点升高。该溶 液中溶剂的化学势比未加溶质前:( ) (A)升高 (B)降低 (C)相等 (D)不确定
7、 热力学第三定律的普朗克说法是:纯物质完 美晶体在0 K 时的熵值为零。是不是? 8、 如果一个化学反应的△rHm 不随温度变化, 则其△rSm 也不随温度变化,是不是? 9、 对于理想气体反应,等温等容下添加惰性组 分时平衡不移动。是不是? 10、理想气体反应,等温等压条件下添加惰性组 分时,平衡肯定不移动。是不是? 11、理想气体反应,等温等容条件下添加惰性组 分时,平衡将向体积减小的方向移动。是不是?
y (H2O) 1 0.54 K 0.8519 y (H2) 0.54
1
(1)
H2O (g) 1120C H2(g) +
1 2
O2(g)
7
(2)
K
2
3.4 10
13
5.831 10
式(1) +式(2): 1120C Fe (s) + 1 O (g) FeO(s) 2
5. 用空气和甲醇蒸气通过银催化剂制备甲醛, 在反应过程中银逐渐失去光泽,并且有些碎 裂。试根据下述数据,说明在823 K及气体 压力为100 kPa的反应条件下,银催化剂是否 有可能被氧化为氧化银?

大学物理化学05章_化学平衡.ppt

大学物理化学05章_化学平衡.ppt
的物质的量增大的反应;若 B<0,则正好相反。 对于分子数增加的反应,加入水气或氮气,会使反
应物转化率提高,使产物的含量增加。
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化学反应的等温方程
2/摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系,平衡 条件
对任一化学反应,有
0 BB
B
根据反应进度的定义,可以得到:
d dnB B
dnB Bd
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化学反应的等温方程
dG SdT Vdp BdnB
B
等温、等压条件下,
K与Kp之间的关系:
K=Kp/(p) B 当B=0,则K=Kp。
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平衡转化率的计算
平衡转化率又称为理论转化率,是达到平衡后, 反应物转化为产物的百分数。
平衡转化率
达平衡后原料转化为产物的量 投入原料的量
100%
工业生产中称的转化率是指反应结束时,反应物 转化为产物的百分数,因这时反应未必达到平衡,所 以实际转化率往往小于平衡转化率。
物理化学电子教案—第五章
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第五章 化学平衡
5.1 化学反应的等温方程 5.2 理想气体化学反应的标准平衡常数 5.3 温度对标准平衡常数的影响 5.4 其它因素对理想气体化学平衡的影响
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5.1 化学反应的等温方程
1/摩尔反应吉布斯函数与化学反应亲和势 在恒温恒压及非体积功为零的条件下: rGm0
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2惰性气体对平衡转化率的影响
nB

演示文稿大学化学平衡课件

演示文稿大学化学平衡课件
(优质)大学化学平衡课件 PPT课件
第一页,共44页。
化学平衡的特点: 1,化学平衡是动态平衡(有条件的、暂时的、可移动的) 2,化学平衡达到的标志(正= 逆,反应物和生成物浓度 不随时间而变)(只有恒温、封闭体系中进行的可逆反应才 能建立平衡) 3,化学平衡具有自发性 4,化学平衡具有可逆性(可通过两个相反的途径达到) 5,化学平衡与体系的热力学性质有关
第十九页,共44页。
这就是化学反应等温式。用该式可以求出 rGm , 以做为
非标准态下化学反应进行方向的判据。
<0
自发反应
rGm
=0
可逆途径,平衡态
>0
非自发
当体系处于平衡时

rGm = 0 ,
同时 Q = K
故化学反应等温式 rGm = rGm + RTlnQ 变为

第二十页,共44页。
rGm = - RTln Q
同理,若 Q > Kc 时,反应逆向进行;
Q = Kc 时, v- = v+ , 反应达到平衡。
即 Q c< Kc或Qp< Kp时,反应正向进行; Qc > Kc 或Qp > Kp时,反应逆向进行; Q c= K或 Qp= Kp时,反应达到平衡。
对于非基元反应,虽然质量作用定律不能严格成立,但反应物浓度 越大,反应速度越快这一基本趋势仍是正确的。
衡转化率。
解: t0 t平
CO ( g ) + H2O ( g ) —— H2 ( g ) + CO2 ( g )
0.020.0200源自0.02-x 0.02-x
xx
Kc
[H 2][CO2] [CO][H 2O]
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式(1) +式(2): FeO(s) 1120C
1 Fe (s) + 2
O2(g)
(3)
K3= [ p (O2) / p]1/2 = K1×K2 = 4.967×10-7
分解压力 p(O2) = ( 4.967×10-7)2×105 Pa = =2.47×10-8 Pa 。
2、 FeSO4(s) 于929 K 下进行以下分解反应: 2FeSO4(s) = Fe2O3(s) +SO2(g) +SO3(g)
哪个是错误的。 ( )
(A)△mixV=0
(B)△mix F=0
(C)△mix H=0
(D)△mix U=0
8. 纯溶剂中加入非挥发性溶质后,沸点升高。该溶
液中溶剂的化学势比未加溶质前:( )
(A)升高
(B)降低
(C)相等
(D)不确定
1.对于化学平衡,以下的说法中错误的是: (1)化学平衡态就是化学反应的限度; (2)化学平衡系统的热力学性质不随时杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。经历若干时间后,两杯液面的高度将 是: ( )
(A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯 (C) A 杯低于 B 杯 (D) 视温度而定
5. 在相平衡体系中,某组分 B 在其中一相的饱和蒸 气压为 pB,则该组分在所有相中的饱和蒸气压都是 pB, 此话对吗? (气相可当作理想气体)
的压力大。
3.影响任意一个化学反应的标准平衡常数 值的因素为:( )。
(1) 催化剂 ; (2) 温度 ; (3) 压力 。
4.反应 ① SO2 (g) + 0.5O2(g) = SO3(g),K1 ; ②2SO2 (g) + O2(g) = 2SO3(g),K2;
则K1与 K2 的关系是:( )。 (1) K1 = K2 ; (2) (K1)2 = K2; (3) K1= (K2)2 。
解: H2(g) + FeO(s) 1120C Fe(s) + H2O(g)
(1)
平衡: 0.54
1-0.54
K1
y(H2O) 1 0.54 0.8519 y(H2) 0.54
H2O (g)
1120C H2(g) +
1 2
O2(g)
(2)
K2 3.41013 5.831107
变;
(3)化学平衡时各物质的化学势相等。
2.在通常温度,NH4HCO3 (s)可发生分解反应: NH4HCO3 (s) =CO2 + H2O (g)+ NH3 (g)
现把1 kg 和20 kg NH4HCO3(s)分别装入两个预 先抽空的小型密闭容器A和B中,在一定温度下 经平衡后:( )。
(1)两容器中的压力相等; (2)A内的压力大于B内的压力; (3)B内的压力大于A内的压力; (4) 须经实际测定后才能判定哪个容器内
5.在等温等压下,化学反应达平衡时,下列诸 式中何者不一定成立( )?
(1)rGm 0 ; (2)rGm 0 ;
G
(3) ;

T , p

0
(4) BB 0

6.等温等压下,某反应的 应:( )。
(1)能正向自发进行; (2)能反向自发进行; (3)方向无法判断; (4)不能进行。
一、选择题
1.下列各式属于偏摩尔量的是:()。
(1)

H nB
T , p,nc
(CB)
(2)

H nB
S , p,nc
(CB)
(3) H T p
2. 有下述两种说法:
(1) 自然界中,风总是从化学势高的地域吹向化学
势低的地域
7、 热力学第三定律的普朗克说法是:纯物质完 美晶体在0 K 时的熵值为零。是不是? 8、 如果一个化学反应的△rHm 不随温度变化, 则其△rSm 也不随温度变化,是不是? 9、 对于理想气体反应,等温等容下添加惰性组 分时平衡不移动。是不是?
10、理想气体反应,等温等压条件下添加惰性组 分时,平衡肯定不移动。是不是?
6. 298 K, p 下,苯和甲苯形成理想液体混合物,第一 份溶液体积为2 dm3,苯的摩尔分数为0.25,苯的化学势
为1,第二份溶液的体积为1 dm3,苯的摩尔分数为0.5,
化学势为μ2,则:( ) (A) μ1>μ2 (B) μ1<μ2 (C) μ1=μ2 (D) 不确定
7. 理想溶液具有一定的热力学性质。在下面叙述中
(2) 自然界中,水总是从化学势高的地方流向化学
势低的地方
上述说法中,正确的是: ( )
(A) (1);
(B) (2);
(C) (1)和(2); (D) 都不对
3. 下列关于偏摩尔量的理解,错误的是:( ( 1 )只有广度性质才有偏摩尔量; ( 2 )偏摩尔量是广度性质; ( 3 )纯物质的偏摩尔量就是其摩尔量。
rGm =5 kJ·mol-1 该反
7.已知反应CuO(s) = Cu(s) + 1/2 O2(g) 的 Sm (T ) 0 , 则该反应的 Gm (T ) 将随温度 的升高而: ( ) 。
(1) 增大 ; (2) 减小 ; (3) 不变 。
二、是非题
1、 化学反应的标准平衡常数K与反应的压力无 关。是不是? ( )
2、 化学反应的标准平衡常数K是量纲一的量。 是不是? ( )
3、 某一反应在等温等压且无非体积功的条件下 △rGm > 0 ,则该反应不能正向进行。是不是?( ) 4、 当一个化学反应处于平衡状态时,反应的标准 摩尔吉布斯函数△rG =0。是不是?( ) 5、 等温等压且不涉及非体积功条件下,一切吸热 且熵减小的反应,均不能自动发生。是不是? ( ) 6、由△rGm=-RTlnK ,因为K是平衡常数, 所以△rGm是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯 函数变化值。是不是?( )
11、理想气体反应,等温等容条件下添加惰性组 分时,平衡将向体积减小的方向移动。是不是?
计算题
1.在1120 ℃下用H2还原FeO(s),平衡时混合气 体中H2 的摩尔分数为0.54,求FeO(s)的分解压 力,已知同温度下:
2 H2O(g) = 2H2(g) + O2 (g), K = 3.4 × 10-13 (p = 100 kPa)
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