化学平衡的条件

第3章 化学平衡

这一章就是把前面所学的热力学原理应用于化学平衡。由于大部分化学反应是在恒温恒压下进行的，所以这一章主要是应用吉布斯自由能判据来判断恒温恒压化学反应的方向和限度，讨论平衡常数的测定和计算方法，以及各种因素对平衡的影响.

3.1 化学反应平衡条件

3.1.1 化学平衡的条件

（1）摩尔吉布斯自由能变：

对于给定的化学反应：aA + dD → xX + yY

当发生一个微小变化时，体系内各物质的量也会相应地发生一个微小变化。若体系不作非体积功，则过程中体系的Gibbs能的变化为：

d G = – S d T + V d p +ΣμBd n B

式中μB表示参与反应的B物质的化学势。

恒温（d T=0）、恒压（d p=0）下进行时，则：

（d G）T，P = ΣμBd n B

根据反应进度的定义：

定义摩尔吉布斯自由能变：

ΔrGm指体系按计量方程式发生一个单位的化学反应（即dξ=1mol）时体系Gibbs能的变化。

定义标准摩尔吉布斯自由能变：

(2) 化学反应平衡的条件

等温等压，非体积功为零的条件下：

化学反应平衡(极限）的条件是：

△rGm =0

判断化学反应的方向

△r G m < 0，反应自动右移；

△r G m > 0，反应自动左移；

△r G m = 0，体系达到平衡

这是“量变”到“质变”的分界点

所以若

＜0 反应向右进行

＞0 反应向左进行

=0 反应达到平衡如图。=0就是一般反应的平衡条件。

3.1.2 化学反应平衡的特点

体系吉布斯自由能达到最小，Gmin < 0

m

体系吉布斯自由能变为零,rGm=0 (phase equilibrium: =)

正反应速率等于逆反应速率，动态平衡

实际上，动态的平衡是自然界事物彼此联系，互相制约的完美表现形式。动态平衡思想是化学学科思想的重要组成部分,它不仅适用于化学平衡,也广泛应用于宇宙间的一切平衡体系。

3.1.3 化学反应的亲和势

1922年，比利时热力学专家De donder首先引进了化学反应亲和势的概念。他定义化学亲和势A为：