复旦 物理化学 化学平衡
复旦物化一千题3
1关于化学平衡指出下面一个不正确的说法A 化学平衡态就是化学反应的限度B 化学平衡时体系热力学性质不随时间而变C 化学平衡时各物质的化学势相等D 化学平衡都有一个特征常数平衡常数 C化学平衡时∑=µν0i i 但并不是各物质的化学势都相等2对于反应的自发性下面哪个判断是正确的A 放热反应一定是自发的反应B 熵增大的反应一定是自发的反应C 亲和势A 大于零的反应一定是自发的反应D 平衡常数大于1的反应一定是自发的反应 CA= –∆G m >0即0G <∆m 反应自发进行3对于化学反应的∆G m 下面哪一个说法是正确的A 等温等压下一切的反应都不能进行0G >∆m 包括开放体系B 对于的反应0G >∆m 若选择适当催化剂可使反应进行C ∆G m 越负反应进行得越快D反应的平衡常数越大o m G ∆越小负值越大DA 错在开放体系中如光化反应反应可沿∆G m 增大方向进行B 错催化剂只改变反应速率不改变反应进行的方向C 错∆G m 越负反应倾向越大但不能指明反应快慢 4指出下列正确的说法A 只有∆G m ° < 0的反应才能自动进行B 所有热力学平衡常数都无量纲C 化学反应亲和势越大反应进行得越快D 在温度T 时若平衡常数1K o a =则说明该反应已达平衡BC 的说法错在反应亲和势只指明反应倾向大小不能说明反应速率大小51 mol反应的含义是 A 1 mol 反应物消耗掉 B 1mol 产物生成 C 1 mol 进度的反应发生D 总量为1mol 的物质发生变化 C 无 6当反应的反应进度ξ=1时322NH 2H 3N =+则有A 1 mol N 2反应掉B 1 mol H 2反应掉C 1 mol NH 3生成D N 2加H 2共1 mol 反应掉 A 无 7 反应1322NH H 23N 21=+反应进度ξ1=1 反应2322NH 2H 3N =+反应进度ξ2=1两者比较A 反应1是1摩尔的反应反应2是2摩尔的反应B 反应1生成NH 3的摩尔数与反应2 相同C 反应1生成NH 3的摩尔数大于反应2D 反应1生成NH 3的摩尔数小于反应2 D反应进度ξ=1是指按计量系数比例进行了一个单位的反应方程式写法不同同为一个摩尔进度实际发生反应的量是不同的 8在下面G –ξ 图中判断物系处于哪一点时G反应将逆向进行 A M 1B M 2C M 3D M 4ξD 在M 4处0G G P,T m >ξ∂∂=∆反应将逆向进行9在下面G –ξ图中 G哪一点的∆G m=0 A M 1 B M 2 C M 3 D M 4 CP,T m G Gξ∂∂=∆M 3的斜率=010等温等压化学反应平衡时下面哪个式子不成立A∑=µν0i i B r 正反应–r 逆反应=0r 为反应速率C0G P,T = ξ∂∂ D0G o =∆m D 11下面有关反应的∆G m 关系式中哪个不正确AP ,T m G Gξ∂∂=∆B ∑µν=∆i i m G C o a m K ln RT G −=∆D ()()∑∑∆ν∆ν=∆反应物产物m ,f m f m G ,GGCξa o m m K ln RT G G −=∆≠∆ 12.恒温恒压条件下下面表示的摩尔反应∆G m 意义时哪个并不正确A ∆G m =ΣG 反应终态–ΣG 反应始态B ∆G m 可表明反应发生的倾向C ∆G m 是维持浓度不变时发生进度为1摩尔的Gibbs 能变化D p,T m G Gξ∂∂=∆AΣG反应终态–ΣG 反应始态=∆G ≠∆G m13.指出下面不正确的结论反应体系pT Gξ∂∂ 的值A随反应进度而改变B 随反应体系各物质浓度变化而改变C 依反应过程是否热力学可逆而变D 与反应的平衡常数值有关Cam m PTQ ln RT G G G −∆=∆= ξ∂∂o 因此与ξ有关与∆G °m 表征平衡常数有关与Q a物质浓度有关但不论过程是否热力学可逆状态函数∆G m 只决定于始态和终态与途径无关14等温等压下下面判断化学反应是否正向进行的条件中哪个不正确 A 0G o m <∆B0G P,T <ξ∂∂ C K a > Q a Q a 为实际活度商D∑<µν0i i A正确的条件是0G m <∆而不是0G o m <∆但可用估计反应可能性o m G ∆15化学反应的和∆G o m G ∆m 与反应进度关系是 A 随反应进度而变m G ∆o m G ∆不随反应进度而变 B 不随反应进度而变m G ∆o m G ∆随反应进度而变C 和都不随反应进度而变 m G ∆o m G ∆D 和都随反应进度而变m G ∆o m G ∆Ao m G ∆是一个特定状态的值即反应物和产物都处于标准态因此是一个定值m G ∆则随反应进度而减小负值越来越小直到=0时m G ∆反应达平衡16下面哪个方程不是化学反应等温方程 Ao Po P m K Q lnRT G =∆BoP o m K ln RT G −=∆Co Po P Q K lnRT A = A为化学反应亲和势D oPo P P ,T K Q ln RT G =ξ∂∂ B 17对于气相反应化学反应等温方程若写成P o m m Q ln RT G G +∆=∆则下面不正确的说法是A 该式只适用于理想气体 B定温下m G ∆只与压力商Q p 有关C Q p 与各物质分压力有关也与温度有关D 若Q p=1m G ∆一定等于o m G ∆CQ p 与温度无关此式只适用于理想气体对于非理想气体化学反应等温方程应写成 f o m m Q ln RT G G +∆=∆ 18.1000K 时反应)的()()(g CH g H 2s C =+42o G ∆m 为19.288 kJ 当气相总压为p ° 时有组分CH 410H 2 80和N 2 10时这一反应体系的∆G mA < 0B = 0C > 0D 不能确定∆G m 的正负 C ().03855P/P8.0P /P 1.0lnR 100019288Q ln RT G G 2o ooo P mm >=+=+∆=∆o 19反应在973K 时()()()()g H g CO g O H g CO +=+222平衡常数=0.71oK P 若各物质分压都为0.9p °此时反应的m G ∆A <0 B >0 C =0D <∆G m ° B.0G ,Q ln RT K ln RT G .K 19.09.09.09.0Q m oP o P m o P o P >∆∴+−=∆>=××=Q20.408K 时理想气体反应)的K ()()()(g H g G 3g B g A 2+=+p =92.5 kPa 若各物质分压kPa 为p A =100p B =250p G =120p H =150则反应体系的亲和势A J ⋅mol -1:A 387B –387C 92.5D –92.5 B()()()(g H g G 3g B g A 2+=+) 100 250 120 150()123PP P P m mol J 3872501001201505.92lnR 408Q K ln RT Q ln RT K ln RT G A −⋅−=××==+−−=∆−=298K 时，反应()()1132.0K g NO 2g O N o P 242==的，若在同温度下，N 2O 4（g ）和NO 2（g ）的分压各为p °，则反应进行的方向是： A 正向 B 逆向 C 恰好平衡D 不能判断反应的方向 B()()g NO 2g O N 42= p ° p ° ()oP o P oo 2ooo PK Q ,1P /P P /PQ >==，反应逆向进行。
《物理化学》第三章(化学平衡)知识点汇总
第三章：化学平衡
第三章 化学平衡
化学反应的平衡条件
aA dD
dG SdT Vdp B dnB
B
gG hH
等温等压条件下：
AdnA DdnD GdnG HdnH
dG BdnB
B
35
根据反应进度的定义：
d
$
化学反应的等温方程式
40
平衡常数表示法
一、理想气体反应标准平衡常数
K$
pG pH p$ p$ eq eq p A pD p$ p$ eq eq
a d
g
h
K $ (1)
pNH3 $ p
g h nG nH a d nA nD
项减小，温度不变时， K
$
为一常数，则
项增大，平衡向右移动。
谢谢观看！！！
p Kn K p nB B
Kn
与温度、压力及配料比有关
45
复相化学反应 在有气体、液体及固体参与的多相体系中，如果凝聚相 （固相及液相）处于纯态而不形成固溶体或溶液，则在常 压下，压力对凝聚相的容量性质的影响可以忽略不计，凝 p p CaCO (s) CaO(s) CO ( g ) K p p 聚相都认为处于标准态。因此，在计算平衡常数时只考虑 气相成分。
$
$ ln K $ r H m 0, 0 T $ d ln K $ 0 r H m 0, dT
$ ln K $ r H m T RT 2 p
K $ 随温度的升高而增加 K
$
随温度的升高而降低
复旦物理化学复习大纲
复旦物理化学复习大纲（内部官方版本）Physical Chemistry基本内容：物理化学是研究物质的结构、性质及其变化的普遍规律的一门学科。
内容的第一部分(物理化学AI)讨论微观结构，主要包括量子力学基本原理、原子、分子和晶体结构、对称性和分子间相互作用以及微观结构的测定原理；将微观原理放在前面讲授，有利于引导学生以原子分子的观点深入领悟物理化学的原理。
第二部分(物理化学AII)讨论平衡体系的性质，从统计热力学入手，建立微观到宏观的桥梁，进一步过渡到热力学，包括热力学三大定律、溶液、化学平衡、相平衡；第三部分(物理化学AIII)讨论变化体系的性质，主要是动力学和电化学，还包括非平衡体系热力学的简单介绍以及界面现象和表面化学。
第一章量子化学基础内容提要：现代化学从分子和原子水平上认识物质本质和化学反应规律的基本理论基础是量子力学。
因此本章中将介绍物理化学中涉及到的量子力学基本原理和基础知识，例如微观粒子的波粒二象性、测不准关系、量子力学基本假定和薛定谔(Schrödinger)方程, 以及用它们来处理微观物体运动的基本方法,并运用这些原理和方法讨论一些典型的简单体系。
学习要求：由于微观物体运动遵循量子力学，所以掌握量子力学基础对学习有关微观结构和运动的章节非常重要。
通过本章学习要求(1) 弄清微观粒子运动的基本特征以及与宏观物体运动规律的区别；(2) 了解量子力学的基本假定以及与此相关的波函数,力学量算符，本征值和平均值等概念；(3) 初步学会用量子力学研究微观物体(如电子、原子和分子等) 运动的方法(即根据研究对象及边界条件建立相应的量子力学运动方程薛定谔方程,及对简单方程求解)。
讲课要点：1−1 量子论的诞生1−2 实物粒子运动状态−波函数1−3 波函数的求解1−4 简单体系第二章原子结构和原子光谱内容提要: 本章将应用量子力学基本原理和定态薛定谔方程讨论原子结构及有关的各种性质和原子光谱。
物理化学：05 化学平衡
B(T )
RT
ln
fB P
K
f
fG P
fD P
g
d
fH P
fE P
h
e
(2)液相反应
a) aA(l) bB(l) gG(l) hH(l)
如果参加反应的物质是构成理想溶液，物质的化学势
表示式：
B
B
RT
ln
B
代入
K
G g H h A a B b
如果参加反应的物质均溶于一溶剂中，而溶液为稀
2、用作判据
化学反应等温式主要用作判据。等温方程式可以判断
一个化学反应是否能自发进行。因为用 rGm 作判据，
在等温、等压、只作膨胀功（体积功）不作其它功的情况
下，如果一热力学过程的：
G 0 G 0 G 0
能自发进行 达平衡 反应不能自发进行
将此结论推广应用于任意一气相反应，则从 等温方程式可以看出：
平衡时：CaO(s) CO2 ( g ) CaCO3 (s) 0
对于凝聚相（液体或固体），其化学势随压力变化不
大，并且凝聚相均处于纯态不形成固溶体或溶液。则
CaO(s)
CaO( s )
CaCO3 (s)
CaCO3 (s)
CO2 ( g )
CO2 (T )
RT
ln
PCO2 P
P )
P2 SO3
P P 2
SO2
O2
(1/
(1/ P )2 P )2 (1/ P )
KP
1 P
2 ( 2 1)
KP
(P
B )B
B
PB P
B
B＝产物的系数和－反应物的系数和 B
K
复旦大学物理化学笔记(附例题)
物理化学笔记（附例题）第一章溶液和胶体溶液和胶体是物质的不同存在形式，在自然界中普遍存在，与工农业生产以及人类生命活动过程有着密切的联系。
广大的江河湖海就是最大的水溶液，生物体和土壤中的液态部分大都为溶液或胶体。
溶液和胶体是物质在不同条件下所形成的两种不同状态。
例如NaCl溶于水就成为溶液，把它溶于酒精则成为胶体。
那么，溶液和胶体有什么不同呢？它们各自又有什么样的特点呢?要了解上述问题，需要了解有关分散系的概念。
1．1分散系及其分类1．1．1 分散系的概念一种或几种物质分散在另一种物质里所形成的系统称为分散系统，简称分散系。
例如粘土分散在水中成为泥浆，水滴分散在空气中成为云雾，奶油、蛋白质和乳糖分散在水中成为牛奶等都是分散系。
在分散系中，被分散的物质叫做分散质（或分散相），而容纳分散质的物质称为分散剂（或分散介质）。
在上述例子中，粘土、水滴、奶油、蛋白质、乳糖等是分散质，水、空气就是分散剂。
分散质和分散剂的聚集状态不同，分散质粒子大小不同，分散系的性质也不同。
我们可以按照物质的聚集状态或分散质颗粒的大小将分散系进行分类。
1．1．2分散系的分类物质一般有气态、液态、固态三种聚集状态，若按分散质和分散剂的聚集状态进行分类，可以把分散系分为九类，见表1－1。
表1－1 分散系分类（一）若按分散质粒子直径大小进行分类，则可以将分散系分为三类，见表1－2。
表1－2 分散系分类（二）分子与离子分散系统中，分散质粒子直径<1nm，它们是一般的分子或离子，与分散剂的亲和力极强，均匀、无界面，是高度分散、高度稳定的单相系统。
这种分散系统即通常所说的溶液，如蔗糖溶液、食盐溶液。
胶体分散系中，分散质粒子直径为1～100nm ，它包括溶胶和高分子化合物溶液两种类型。
一类是溶胶，其分散质粒子是由许多一般的分子组成的聚集体，这类难溶于分散剂的固体分散质高度分散在液体分散剂中，所形成的胶体分散系称为溶胶。
例如氢氧化铁溶胶、硫化砷溶胶、碘化银溶胶、金溶胶等。
复旦物理化学1000题相平衡72
复旦物理化学1000题相平衡72
【原创版】
目录
1.复旦物理化学 1000 题简介
2.相平衡的概念
3.相平衡的例子
4.相平衡的实际应用
5.总结
正文
【复旦物理化学 1000 题简介】
复旦物理化学 1000 题是一本针对物理化学学科的辅导书籍，书中收录了大量的题目，旨在帮助学生深入理解物理化学的概念和原理。
本书中所涵盖的内容广泛，包括热力学、动力学、统计力学等多个领域。
【相平衡的概念】
相平衡，是物理化学中的一个重要概念，它指的是在一个封闭系统中，当两个或两个以上的相（如气体、液体、固体等）之间达到平衡时，它们之间的组成和性质都不再发生变化。
【相平衡的例子】
一个典型的相平衡例子是水的三相平衡，即水在常压下可以同时存在固态、液态和气态。
在这种情况下，三相之间达到平衡，它们的组成和性质都不再发生变化。
【相平衡的实际应用】
相平衡在许多领域都有实际应用，比如化工、材料科学、环境科学等。
在这些领域中，人们需要通过控制相平衡来实现特定的目标，比如合成新
的材料、处理废弃物等。
【总结】
复旦物理化学 1000 题是一本极具价值的辅导书籍，它帮助学生深入理解物理化学的概念和原理，其中包括相平衡这个重要概念。
相平衡是指在一个封闭系统中，当两个或两个以上的相之间达到平衡时，它们之间的组成和性质都不再发生变化。
复旦物理化学1000题相平衡72
复旦物理化学1000题相平衡72
摘要：
一、引言
二、相平衡的定义和基本原理
三、相平衡的应用领域
四、相平衡在化学反应中的作用
五、相平衡对环境和经济的影响
六、结论
正文：
一、引言
相平衡是物理化学中的一个重要概念，涉及气相、液相和固相之间的相互转化。
在自然界和人类活动中，相平衡现象普遍存在，理解和掌握相平衡对于解决实际问题具有重要意义。
二、相平衡的定义和基本原理
相平衡是指在一定温度和压力下，多相体系中各相的组成和分布保持不变的状态。
相平衡的基本原理是热力学第二定律，即熵增原理。
在相平衡状态下，各相的熵值达到最大，且各相之间的化学势相等。
三、相平衡的应用领域
相平衡在许多领域有广泛应用，如地质学、材料科学、环境科学和化工等。
在地质学中，相平衡研究有助于揭示岩石相变、成矿作用等地质过程。
在材料科学中，相平衡原理可用于研究材料的制备、性能和稳定性等。
四、相平衡在化学反应中的作用
相平衡在化学反应中起关键作用。
在相平衡状态下，化学反应可以进行到最大限度，反应速率最大。
同时，相平衡也决定了化学反应的方向和限度。
五、相平衡对环境和经济的影响
相平衡现象对环境和经济发展具有重要影响。
例如，地球大气中的温室气体增加导致气候变暖，进而影响农业、水资源和生态系统。
此外，相平衡原理在石油、天然气和矿产资源开发中也有重要作用。
六、结论
相平衡是物理化学中的基本概念，具有广泛的应用价值。
物理化学 傅献彩 第六章 化学平衡
物理化学习题解答(六)1、反应CO(g)+H 2O(g)==H 2(g)+CO 2(g)的标准平衡常数与温度的关系为lgK p ө=2150K/T-2.216，当CO ， H 2O ，H 2，CO 2的起初组成的质量分数分别为0.30，0.30，0.20和0.20时，总压为101.3kPa 时，问在什么温度以下(或以上)反应才能向生成物的方向进行？解：x CO =0.30/28 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.081214x H 2O =0.30/18 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.12633 x H 2=0.20/2 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.758 x CO 2=0.20/44/(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.034454Q p =△G=-RTln K p ө+RTlnQ p =-RTln10(2150/T -2.216)+RTlnQ p=-8.314×2.30258×2150+8.314×2.30258×2.216T+8.314T ×ln2.54549 = -41158.8+50.19T<0，T<820K理想气体反应的等温方程式（1）方程式r m r m ΔΔln ln ln ppG G RT Q RT K RT Q =+=-+$$式中，r m ΔG 为任一指定状态（T 、p 、组成）下反应的摩尔吉布斯函数变，它是决定反应方向的物理量。
m r ΔG $为反应的标准摩尔吉布斯函数变，它是决定反应限度的物理量。
B B B Π(/)p Q p p ν=$为任一指定状态下的压力商。
K $为反应的标准平衡常数。
（2）应用判断在指定温度、压力及组成条件下的反应方向，即r m Δ0)p G Q K <<（即$ 时，反应正向可自动进行 r m Δ0)p G Q K ==（即$ 时，反应达到平衡r m Δ0)p G Q K >>（即$ 时，反应正向不能自动进行，逆向可自动进行54549.212633.0081214.0034454.0758.0222222=⨯⨯==O H CO H CO O H CO H CO x x x x p p p p2、PCl 5(g)的分解反应为PCl 5(g)==PCl 3(g)+Cl 2(g)，在523K 和100kPa 下达成平衡，测得平衡混合物的密度ρ=2.695kg·m -3，试计算： (1) PCl 5(g)的解离度； (2) 该反应的K p ө和△r G өm 。
复旦大学物理化学教学大纲
教学目的与要求：课程性质：物理化学A是化学类（包括：化学、应用化学、高分子材料、化学工程和材料化学）本科学生的一门基础课程，学生在预修高等数学、普通物理学和普通化学A课程后修读本课程。
基本内容：物理化学是研究物质的结构、性质及其变化的普遍规律的一门学科。
内容包括物质结构，化学热力学，统计热力学和化学动力学。
基本要求：通过本课程的学习，要求学生系统地掌握物理化学的基本原理和方法，加深对其它化学课程内容的理解，并初步具有应用物理化学的基本原理分析和解决一些实际问题的能力。
教学内容及学时分配：绪论（2学时）了解：物理化学的内容、特点及本课程的学习方法。
讲课要点：0-1物理化学的内容0-2物理化学的学习方法（上）第一章量子化学基础（12学时）了解：黑体辐射，光电效应，氢原子光谱的基本现象；用量子力学求解上述体系的基本数学过程。
理解：Planck量子假设，Einstein光子学说和Bhor原子结构理论的基本内容；测不准原理的涵义并能用于判断客体运动符合量子力学还是经典力学;波函数的基本涵义和性质，及态叠加原理的意义；Schrodinger方程的建立过程及其物理涵义；量子力学用于微观体系的一般步骤；量子力学处理一维势箱粒子，简谐振子，刚性转子所得的基本结论（能量量子化现象，零点能效应，节点现象，隧道效应）。
掌握：微观粒子波粒二象形的本质及其统计解释；算符的基本概念，特别是关于厄米算符的定义和性质；本征函数，本征值和本征态的概念；量子力学的基本假设。
讲课要点：1-1波粒二象性1-2量子力学1-3简单应用第二章原子结构和原子光谱（10学时）了解：自洽场方法的基本思想；Zeemann效应。
理解：氢原子的Schrodinger方程的求解过程；中心立场近似和屏蔽模型的物理意义；原子状态和角动量加和规则的物理涵义；原子光谱选律及其在碱金属原子中的应用；定态微扰法和变分法的基本思想及其对氦原子的处理过程；正确理解元素周期律的本质和核外电子排布规律。
物理化学-第五章化学平衡
ΔG1=0
ΔG2=RTln(bθ/b)
C4H6O4（饱和溶液, b=0.715 mol/kg)
G
f
G
θ m
(aq)
f
G
θ m
(s)
G1
G2
ΔfG
θ m
(aq)
Δf
G
θ m
(s)
RTln(bθ /b)
5.4 各种因素对化学平衡的影响 问题：
1. 对于已经达到平衡的反应，可否改变其平衡位置？
2. 如何选择最适宜的反应条件？ 工业合成氨 3H2(g) + N2(g) = 2NH3(g) 工业生产中的工艺条件一般是在520ºC， 30MPa，
B
pBeq
vB
pθ
平衡分压积
标准平衡常数, 简称平衡常数
rGmθ RT ln K θ 标准平衡常数Kθ热
力学定义式
K θ exp( rGmθ )
适用于任何类型的 化学反应
RT
任意化学反应
0 B BB
当化学反应处于平衡时：rGmeq
v
B
eq
B
0
B
化学势通式：
μB μBθ RTlnaB FB
（1） 根据反应的ΔrHmθ 和ΔrSmθ 计算
rGmθ
r
H
θ m
Tr Smθ
其中：
r
H
θ m
vB
f
H
θ m,
B
标准摩尔生成焓
B
Δr Smθ
vB Smθ , B
B
标准摩尔规定熵
由表中298.15K数据如何求T 下的ΔrGmθ？
T
r
H
θ m
物理化学第三章化学平衡
• 代入Δr G =-RTlnKθ θ • 得： lnK
θ m
θ Δ H - r m T2 p
ΔH T p RT
θ θ • 若 Δr Hm 与温度无关，或温度变化范围较小， 可视为常数。 Δr Hm
反应自发向右进行，趋向 平衡 反应自发向左进行，趋向 平衡
=0 反应达到平衡
化学平衡的实质，从动力来看，是正、 逆反应的速率相等：从热力学来看， 是产物的化学势总和等于发育物化学 势的总合。
ΔG
G T， p r m ξ
vBuB 0
B
严格讲，反应物与产物处于统一 体系的反应都是可逆的，不能进 行到底。
• 二、反应的方向和平衡的条件
• 设某不做非膨胀功的封闭系统有一化学反应， • aA + dD = gG + hH • 在等温等压下，若上述反应向右进行了无限小量的反应，此时体 系的吉氏函数为： • dG(T,p) uBdnB
B
因
dG(T ， p ) uBvBdξ ( vBuB )dξd
vB
• 这时Kθ、Kc、Kx 均只是与温度有关。
第三节 平衡常数的计算
• （一）平衡常数的测定和平衡转化率的计算
• 1.平衡常数的测定
• ① 如果外界条件不变，体系中各物质的浓度不随时间改变，表明体系达到平衡。
• ②从反应物开始正向进行方向或者从产物开始逆向进行反应，若测得的平衡常数相同
• 表明体系已达到平衡。 • ③改变参加反应各物质的初浓度，若多得平衡常数相同，表明体系已达到平衡。 A
• 对第二式不定积分,有：
•
复旦 物理化学 第二章 习题答案
第二章习题解答1. J 3500110ln 19.1519V V ln V p V V ln nRT W 121112max =⨯⨯=== ∆U=∆H=01max 12K J 166.130003500T W V V lnnR S -⋅====∆2. 等温可逆膨胀：1-2K J 14.191V V lnnR S ⋅=∆＝ 向真空膨胀：由于始态和终态同上，体系的熵变也为19.14 J ⋅K –13． 先求冷热水混合后温度：500⨯C p (T –343)+100⨯ C p (T –300) = 0 T=336.3 K (63.3︒C) 再计算熵变：303Tln C 343T lnC S 21+=∆303T ln 184.4100343T ln 184.4500⨯+⨯==–41.27 + 43.63 = 2.34 J ⋅K–14． Sn 摩尔数mol 106.269.118250n ==nC p,m,Sn (T –473)+1000C p,H2O (T –283)=02.106⨯24.14(T –473)+1000⨯4.184(T –283)=0 T=285.3 K1-O H ,p Sn ,m ,p K J 17.887.3370.25283Tln C 1000473T ln nC S 2⋅=+-=+=∆5． 体系熵变按可逆相变计算：1-m ,V K J 0.1092.37340670T H S ⋅==∆=∆体真空蒸发热：Q=∆H –∆nRT=10670–8.314⨯373.2=37567 J环境熵变：1-K J 7.1002.37337567T Q S ⋅-=-=-=∆体环∆S 总= ∆S 体 + ∆S 环= 8.28 J ⋅K –1 >0 自发进行6. 体系： 设计可逆过程：81.2263273ln 3.75T T ln nC S 12)l (m ,p 1===∆J ⋅K –107.222736025T H S 2-=-=∆=∆凝固 J ⋅K –1 40.1273263ln 6.37T T ln nC S 12)s (m ,p 3-===∆J ⋅K –1 ∆S 体=∆S 1+∆S 2+∆S 3=–20.66 J ⋅K –1 环境：⎰-=--+-=∆∆=∆5648)263273)(6.373.75(6025dT C H H p 273263J47.2126365648T Q S -=-=-=∆体环 J ⋅K –1总熵：∆S 总=∆S 体+∆S 环=0.81 J ⋅K –1>0 过程自发。
物理化学-第五章-化学平衡
( g )
3. 增加反应物的量对平衡移动的影响
aA bB yY zZ 恒温恒容条件下增加反应物量对反应平衡的影响：
在已达到平衡的系统中，加入反应物A，瞬间A的分压增加，其他组分分压不变，结果Jp减小， 温度一定，Kϴ不变，反应右移。 恒温恒压条件下增加反应物量并不总是使平衡右移： 当起始反应物配比1：1时，平衡后加入反应物，会使平衡左移。
Kθ的实验测定和平衡组成的计算
Kθ的计算 1. Kθ可由热力学计算得到，由△rGθm=-RTlnKθ计算 2. Kθ 可由实验测定得到，由平衡时Kθ= ∏(PB/Pθ)vB( 理想气 体)可得
平衡组成的特点
1. 反应条件不变，平衡组成不变 2. 一定温度下，正向与逆向反应平衡组成算出的Kθ应一致 3. 温度不变，改变原料配比所得的Kθ应相同
注意：溶剂A和溶质B的标准态不同。
A
B
B
(r b
B
B B
/ b )B
习题
五氯化磷分解反应 在200℃时的Kθ =0.312，计算： （1）200℃、200kPa下PCl5的离解度； （ 2 ）组成 1 ∶ 5 的 PCl5 与 Cl2 的混合物，在 200 ℃ 、 101.325kPa下PCl5的离解度。
上式中△rHθ m=∑vB△fHθ m,B=-∑vB△cHθ m,B，△rSθ m=∑vBSθ m,B （2）通过△fGθ m来计算△rGθ m
△rGθ m=∑vB△fGθ m
（3）由相关线性反应计算，如果一个反应可由其他反应线 性组合得到，那么该反应的△rGm也可由相应反应的△rGm线
性组合得到
如 （3）=（1）+ 2*（2），那么 △rGθ m,3=△rGθ m,1+2△rGθ m,2
物理化学第4章-2 化学平衡
1化学反应速率与化学平衡34.3.1 可逆反应与化学平衡（一）化学反应的可逆性和可逆反应绝大多数化学反应都有一定可逆性：例如：N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g)只有极少数反应是不可逆的：例如： 2 KClO 3(s) =2 KCl (s) + 3 O 2 (g)可逆反应：在同一条件下，能同时向两个相反方向进行的反应。
4（二）化学平衡化学平衡的特征：（1）系统的组成不随时间而改变;（2）化学平衡是动态平衡。
（3）平衡状态与达到平衡的途径无关;定义：可逆反应在一定条件下，正反应速率等于逆反应速率时，反应体系所处的状态。
4.3.1 可逆反应与化学平衡5在373 K 恒温槽中反应一段时间后，达到平衡，测得平衡时N 2O 4和NO 2 浓度。
0.1600.100NO 2开始0.370.0700.100N 2O 4从反应混合物0.0720.100NO 2开始0.370.0140N 2O 4从产物0.1200NO 2开始0.360.0400.100N 2O 4从反应物c 2(NO 2)/c (N 2O 4)平衡浓度起始浓度N 2O 4-NO 2体系的平衡浓度（mol/L ）（373K ）化学平衡的实例N 2O 4 (g) 2 NO 2(g)无色红棕色64.3.2 平衡常数1. 定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物浓度的方程式计量系数次方的乘积与反应物浓度的方程式计量系数次方的乘积之比，为一常数，称为“平衡常数”。
用K 表示。
2. 意义：表示在一定条件下，可逆反应能进行的极限。
K 越大，正反应进行得越彻底。
7有关化学平衡常数的说明①化学平衡常数K 只是温度的函数。
②平衡常数不涉及时间概念，不涉及反应速率。
例如：N 2O 4(g) 2 NO 2(g)T /K 273 323 373K 5×10-4 2.2×10-2 3.7×10-12SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g) K =3.6 ×1024(298K)K 很大，但常温下反应速率很小。
上海复旦大学第二附属中学高中化学选修一第二章《化学反应速率与化学平衡》检测(包含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：138398]α-Fe(III)晶面铁原子簇是合成氨工业的一种新型高效催化剂，N2和H2在其表面首先变为活化分子，反应机理为：①H2(g)⇌2H(g)∆H1②N2(g)+2H(g)⇌2(NH)(g)∆H2③(NH)(g)+H(g)⇌ (NH2)(g)∆H3④(NH2)(g)+H(g)⇌NH3(g)∆H4总反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H下列说法正确的是A．α-Fe(III)晶面铁原子簇能够有效降低合成氨反应的活化能和焓变B．为提高合成氨反应的平衡转化率，工业上采用适当增大压强和使用高效催化剂等方法C．反应①和总反应均为放热反应D．总反应的∆H=3∆H1+∆H2+2∆H3+2∆H42．(0分)[ID：138387]T1时，10 L的恒容密团容器中充入一定量的M(g)和N(g)，发生反应：M(g)+N(g)⇌2P(g)+Q(g) △H>0.反应过程中的部分数据如表所示：t/min n(M)/mol n(N)/mol0 6.0 3.05 4.0 1.010 4.0 1.0下列说法正确的是A．该反应在第8min时，v(正)>v(逆)B．0-5min内，用M表示的平均反应速率为0.04 mol/(L·s)C．其他条件不变，温度变为T2时，平衡时测得N的浓度为0.08 mol/L，则T1>T2D．当该反应达到平衡状态时，M、N的转化率相等3．(0分)[ID：138382]合成氨反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4 kJ•mol-1，在反应过程中，正反应速率的变化如图。
下列说法正确的是A．t1时升高了温度B．t2时使用了催化剂C．t3时增大了压强D．t4时降低了温度4．(0分)[ID：138376]在某容积一定的密闭容器中，有下列的可逆反应：A(g)+B(g)⇌xC(g)，有图Ⅰ所示的反应曲线，试判断对图Ⅱ的说法中正确的是A ．P 3>P 4，y 轴表示B 的转化率 B ．P 3<P 4，y 轴表示B 的体积分数C ．P 3>P 4，y 轴表示混合气体的密度D ．P 3<P 4，y 轴表示混合气体的平均摩尔质量5．(0分)[ID ：138372]一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：S 2Cl 2(橙黄色液体)+Cl 2(气)2SCl 2(鲜红色液体)H ∆=61.16kJ -·mol -1。
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(
G
)T
,
p
0
反应自发向右进 行，趋向平衡
(
G
)T
,
p
0
反应自发向左进 行，趋向平衡
(
G
)T
,
p
0
反应达到平衡
化学反应的方向与限度
为什么化学反应通常不能进行到底？
G
T ,P
总是对应于某特定的反应进度ξ，代表了体系处于该
(2)
CO(g)
1 2
O2
(g)
CO2
(g)
(1) - (2) 得（3）
(3)
C(s)
1 2
O2
(g)
CO(g)
rGm$ (2) rGm$ (3)
rGm$ (3) rGm$ (1) rGm$ (2)
K
$ p
(3)
K
$ p
(1)
K
$ p
(2)
3．近似估计反应的可能性
rGm rGm$ RT ln Qp
N2O4 2NO2 平衡时 KT = [NO2]2 / [N2O4 ]
其四，平衡态是体系中两种对立倾向之间达到了一种 势均力敌的状态。 （ 正、逆反应趋势、焓降低和熵增 加二种推动力 ）
H2 (g ) 2H (g )
熵增加推动的反应是： H2 (g) 2H(g)
能量降低推动的反应是： 2H(g) H2(g)
解： COCl2(g) CO(g) + Cl2(g)
初： 101.3
0
0
平： 101.3 – x
x
x
(101.3 – x) + x + x = 189.6
x = 88.3 kPa
Kp = (88.3)(88.3)/(101.3 – 88.3) = 600 kPa
液相反应的平衡常数
rGm =BB 理想液体混合物：B = B o + aA + dD = gG + hH 对于稀溶液 B = B o + RTlncB rGm = -RTlnKo
R点，D和E未混合时吉布 斯自由能之和； P点，D和E混合后吉布斯 自由能之和；
T点，反应达平衡时，所有 物质的吉布斯自由能之总 和，包括混合吉布斯自由 能； S点，纯产物F的吉布斯自由能。
为什么化学反应通常不能进行到底？
3.3.化学反应的平衡常数和等温方程式
任何气体B化学势的表达式：
B (T ,
dnB Bd
dG SdT Vdp BdnB
B
等温、等压条件下，
（dG）T , p BdnB B Bd
(dnB Bd )
B
B
G
( )T , p
B B
B
(a)
当 1 mol 时：
（rGm）T , p B B
理想气体反应经验平衡常数
反应达平衡时，用反应物和生成物的实际压力、 摩尔分数或浓度代入计算，得到的平衡常数称为经 验平衡常数，一般有单位。例如，对任意反应：
dD eE gG hH
1. 用压力表示的经验平衡常数 Kp
Kp
pGg pHh pDd pEe
B
pBB
当 B 0 时， Kp 的单位为1。 Ko =Kp(po)-
(b)
B
这两个公式适用条件：
（1）等温、等压、不作非膨胀功的一个化学反应(或相变 化）；因为对于一个单组分单相封闭体系，不可能发生既等
温又等压的状态变化。可见，dG是体系组成变化方向的判据。
（2）反应过程中，各物质的化学势保持不变 B。 公式（a)表示有限体系中发生微小的变化；
公式(b)表示在大量的体系中发生了反应进度等于1 mol 的变化。这时各物质的浓度基本不变，化学势也保持不变。
只能用 ( G ) r m T,p,wf 0 判断反应的方向。但是，当rGm$ 的绝对值很大时，基本上决定了rGm的值，所以可 以用来近似地估计反应的可能性。
例如反应 Zn+1/2O2 ZnO rGm 318.2kJ mol-1
这表明在标准状态下向右进行的趋势很大,欲使反应 不能向
rGm$ 的用途：
1.计算热力学平衡常数
rGm$ RT ln Ka$
Ka$ exp(rGm$ / RT )
标准反应吉布斯自由能的变化值
2. 计算实验不易测定的平衡常数
例如，求
C(s)
1 2
O2
(g)
CO(g)
的平衡常数
(1) C(s) O2 (g) CO2 (g)
rGm$ (1)
B
Kc K p (RT ) B
4．用物质的表示的平衡常数 Kn
真实气体反应的平衡常数，p96
对理想气体，各种经验平衡常数 之间的关系如下
K
P
K P ( p ) B
Kx
P p
B
K
c
c RT
p
B
Kn
（2）化学方法 用骤冷、抽去催化剂或冲稀等方 法使反应停止，然后用化学分析的方法求出平衡的组 成。
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。
例如，有下述反应，并设气体为理想气体：
CaCO3(s) CaO(s) CO2(g)
K
$ p
p(CO2 ) / p$
p(CO 2 ) 称为 CaCO 3 (s) 的解离压力。
某固体物质发生解离反应时，所产生气体的压 力，称为解离压力，显然这压力在定温下有定值。
如果产生的气体不止一种，则所有气体压力的总 和称为解离压。 例如： NH 4HS(s) NH3 (g) H2S(g)
（2） H2 (g) I2 (g) 2HI(g)
K$ f ,2
(
K
$ f
,1
)2
3.4 平衡常数表示方法 3.4.1 气体反应平衡常数
理想气体反应标准平衡常数
理想气体反应经验平衡常数
1. K p 2. Kx 3. Kc 4. Ka
理想气体反应标准平衡常数
aA + dD = gG + hH Ko = (pG)geq(pH)heq/(pA)aeq/(pD)deq Ko是热力学平衡常数，无量纲，越大反应 越完全，与反应的写法有关。
解离压力 p p(NH3 ) p(H2S)
则热力学平衡常数：
K
$ p
p(
NH3 p$
)
p(H2S) p$
1 4
(
p
/
p$
)2
3.5 平衡常数的测定和平衡转化率的 计算
平衡常数的测定 平衡转化率的计算
平衡常数的测定
（1）物理方法 直接测定与浓度或压力呈线性 关系的物理量，如折光率、电导率、颜色、光的吸收、 定量的色谱图谱和磁共振谱等，求出平衡的组成。这 种方法不干扰体系的平衡状态。
G = H-TS = 0 H = TS
热力学标志
H氢原子的聚集能的下降，TS氢原子的离散能的上升
3.2 化学平衡的条件
dD eE fF gG
化学反应体系： 封闭的单相体系，不作非膨胀 功，发生了一个化学反应，设为：
根据反应进度的定义，可以得到：
d dnB B
K o= (cGg cHh )/(cAa cDd ) /[ (coGg coHh )/(coAa coDd )]
复相反应平衡常数
有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反 应称为复相化学反应。只考虑凝聚相是纯态的情况， 纯态的化学势就是它的标准态化学势，所以复相反 应的热力学平衡常数只与气态物质的压力有关。
B
(rGm )T ,p rGm$ (T )
BRT ln
B
fB p$
rGm$ (T ) 称为化学反应标准摩尔Gibbs 自由能变化值， 只是温度的函数。
化学反应等温方程式
有任意反应 dD eE gG hH
rGm
rGm$ (T )
RT
ln
( fG ( fD
P B
p
n
B
0,
K
P
KP
Kx
K
c
Kn
例如：
光气是一种重要的化工原料。高温下光气按下式分解：
COCl2(g) = CO(g) + Cl2(g) 在 900K一体积恒定的容器中， 一定量COCl2(g) 的初始压强为101.3 kPa。该分解反应达平衡后测 得体系的总压强为 189.6 kPa。计算该反应的平衡常数。
rGm$
(T )
RT
ln
( fG ( fD
/ /
p$ p$
)g ( )d (
fH fE
/ /
p$ p$
)h )e
RT
ln
K
$ f
K
$ f
称为热力学平衡常数，它仅是温度的函数。在
数值上等于平衡时的“逸度商”，是量纲为1的量，