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(2) 理想气体等温方程式

(2) 理想气体等温方程式. 理想气体. ：压力商. (3) 标准平衡常数. Define:. or. K θ ： Standard equilibrium constant of the reaction. Discussions:. 此定义式适合于各类反应，但各类反应 K θ 的表达式（即 K θ 和平衡组成的关系）不同。. (2) K θ 的数值与温度及化学反应计量方程式的 写法 (ν B ) 有关。. (3 ) K θ 是无量纲的物理量. (4) K θ 与 K p , K c 的关系。. (5) 反应方向的判断.

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Presentation Transcript

  1. (2) 理想气体等温方程式 理想气体 ：压力商

  2. (3) 标准平衡常数 Define: or Kθ：Standard equilibrium constant of the reaction

  3. Discussions: • 此定义式适合于各类反应，但各类反应Kθ • 的表达式（即Kθ和平衡组成的关系）不同。 (2) Kθ的数值与温度及化学反应计量方程式的 写法(νB)有关。 (3 ) Kθ是无量纲的物理量 (4) Kθ与 Kp, Kc的关系。

  4. (5) 反应方向的判断 J < Kθ反应正向进行 J = Kθ反应已达平衡 J > Kθ反应逆向进行

  5. 6.3 Kθ的计算 Calculation of standard equilibrium constant 1、通过实验测定反应的平衡组成计算 关键： (1) 准确确定平衡时间 (2) 分析平衡组成时不能改变原来的反应条件 2、通过ΔGmθ计算 or

  6. 6.4 平衡混合物组成的计算 Calculation of equilibrium mixture • 例1：光气的分解反应方程式为： • COCl2(g) = CO(g) + Cl2(g) • 298K时，各反应物质的热力学函数值如下： • COCl(g) CO(g) Cl2(g) • ΔfHmθ/kJ.mol-1 -223.01 -110.52 0 • Smθ/J.K-1.mol-1 289.24 197.91 222.95 • 试求： • (1) 298K，当反应总压为200kPa时，反应的K0 • 上述情况下COCl2(g)的离解度及平衡混合物 • 中各组分的摩尔分数； • 若欲使离解度达0.1%，温度需多高？

  7. 例2：已知反应 • 2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) • ΔGmθ/(J.mol-1)= 128095 - 333.86 T/K • NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) • ΔGmθ/(J.mol-1)= 171340 - 475.98 T/K • 试计算25oC温度下，若将2NaHCO3(s) 、 • Na2CO3(s)、 NH4HCO3(s) 三种固体放在一 • 个密闭容器中，当平衡时NH3的分压是多少？ • (2) 曾有人想，在25oC时将上述三种固体放在一 • 起可以减少NH4HCO3(s) 的分解，你认为这 • 种想法合理吗？

  8. 6.5 化学平衡的移动 当一个化学反应在给定的条件下已达平衡 时，若改变反应条件，使反应物的平衡组成发 生变化，则称为平衡移动。 判断平衡移动的基本原则： 反应达平衡时： J = Kθ 若改变反应条件使 J 或 Kθ发生变化，则平衡 就被破坏，反应在新的条件下重新开始进行， 直至达到新的平衡。

  9. 1、温度对Kθ的影响 由 ΔGmθ= -RTln Kθ可得： 若ΔSmθΔHm θ均可当做不随温度变化的常数， 则有： 或

  10. Van’t Hoff equation 若ΔHmθ > 0 则 T ↑ Kθ↑ 若ΔHmθ < 0 则 T ↑ Kθ↓ 实际考虑反应温度要综合热力学和动力学及 经济因素

  11. 2、压力的影响 压力不会影响标准平衡常数的数值 对反应体系中含有气体物质，且气体可以当 作理想气体的情况 pB = xBp P: 反应系统总压 xB : 物质B的摩尔分数

  12. ΣνB > 0 , p↑， J↑, J > Kθ , 反应向左移动 ΣνB < 0 , p↑， J↓ , J < Kθ , 反应向右移动 ΣνB = 0 , p↑， J 不变 , 反应不移动

  13. 3、惰性气体的影响 xB= nB/ΣnB 当p保持不变时， 若 ΣνB > 0, 加入惰性气体使ΣnB↑, 则 J↓, 平衡向右移动 若 ΣνB < 0, 加入惰性气体使ΣnB ↓, 则 J ↑ , 平衡向左移动

  14. 4、浓度的影响 增大反应物的浓度或减小产物的浓度都 会使 J 减小，而使反应向右移动。 Le Chatelier’s Principle When a stress is applied to a system in dynamic equilibrium, the equilibrium tends to adjust to minimize the effect of the stress.

  15. 6.6 非平衡热力学 (Thermodynamics of non-equilibrium) 1. 经典热力学的困惑 (1) 热寂论的提出 在所有一切自然现象种，熵的总值永远只 能增加，不能减少，……宇宙的熵力图达到某 一最大值， ……宇宙越接近这个极限状态，宇 宙就越消失继续变化的动力。最后当宇宙达到 这个状态时，宇宙就不能再发生任何大的变动， 这时宇宙将处于某种惰性的死的状态中。 Clausius 《论热力学第二定律》（1867）

  16. (2) 物理、化学家与生物学家的争论 按照达尔文进化论的观点： 生命的发生和物种的进化，都 是从低级到高级、从无序到有序的 变化。

  17. (3) 化学振荡和自组织现象 ① 化学振荡与化学波 B - Z 反应(Belousov - Zhabotinsky,1958) 柠檬酸+溴酸 Ce3+

  18. B-Z 反应

  19. 化学螺旋波(Zhabotinsky花纹）

  20. 图灵斑图（A.M.Tuting1952)

  21. ② Benard 花纹(1900) 盖子 液体 ΔT 热 源

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