化学热力学与化学平衡
更新时间:2023-11-17 13:02:01 阅读量: 教育文库 文档下载
第二讲 化学热力学与化学平衡
一、基础知识点 1. 焓与焓变
(1)热力学第一定律:(2)焓: 热力学把 焓变:
定义为焓
例1 1g火箭燃料肼在氧气中完全燃烧(等容),放热20.7kJ(273.15K),求1mol肼在该温度下完全燃烧的内能变化和等压反应热
2. 生成焓,熵,自由能
标态(100kPa)和T(K)下,由稳定单质生成1mol化合物(或不稳定态单质或其他形式)的焓变称为该物质在T(K)时的标准生成焓
标态下,1mol某物质的熵值叫做标准熵(
(kJ/mol)
)
)(J/mol
标态(100kPa)和T(K)下,由稳定单质生成1mol化合物(或不稳定态单质或其他形式)的自由能变化值称为该物质在T(K)时的标准生成自由能
G:吉布斯自由能 G = H - TS ?Gm < 0 反应右向自发进行; ?Gm = 0 反应达平衡; ?Gm > 0 反应左向自发进行
3. 化学平衡
可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应。
(kJ/mol)
化学平衡:正逆反应速度相等时,体系所处的状态称为化学平衡。 (1)建立平衡的前提:封闭体系、恒温、可逆反应;
(2)建立平衡的条件:正逆反应速度相等(动态平衡,体系并非处于静止状态) ; (3)建立平衡的标志:各物质浓度不再随时间改变。平衡状态是封闭体系中可逆反应进行的最大限度;
(4)化学平衡是有条件的平衡。外界因素: 温度、压力、浓度、添加剂等。 4. 化学平衡常数
(1)一切可逆反应:
(2)对于含气体的可逆反应:
where
mol/L?KC : (mol/L) ?n ; Pa , atm ?Kp : (Pa) ?n, (atm) ?n ?n = 0时, KC , Kp 无量纲
(1)如果反应中有固体和纯液体参加,它们的浓度不应写在平衡关系式中,因为它们的浓度是固定不变的,化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
(2)稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中
(3)同一化学反应,可以用不同的化学反应方程式来表示,每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。进行化学平衡的计算时必须写出反应方程式和相应的平衡常数。
(4)对于气体反应,写平衡常数关系式时,除可以用平衡时的(物质的量)浓度表示外,也可以用平衡时气体的分压来表示
5. 平衡常数意义
(1)平衡常数的大小可以判断反应进行的程度、估计反应的可逆性。因为平衡状态是
反应进行的最大限度。
(2)平衡常数表达式表明在一定温度下体系达成平衡的条件。一定温度下平衡常数不会改变。
(3)?rGmo = -RTlnKpo
?rGm = -RTlnKpo + RTlnQP
6. 多重平衡规则
反应(3)= 反应(1)+反应(2),则K3 = K1?K2 反应(3)= 反应(1)-反应(2),则K3 = K1/K2
例2. 600K时,已知由CH3Cl和H2O作用生成CH3OH时,CH3OH可继续分解为(CH3)2O,即下列平衡同时存在。
CH3Cl(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+HCl(g) 2 CH3OH(g)=(CH3)2O(g)+H2O(g)
已知在该温度下Kp1=0.00154, Kp2 = 10.6。今以CH3Cl和H2O等量开始反应,求CH3Cl的转化率?
7. 勒沙特列原理
假如改变平衡系统的条件之一,如温度、压力或浓度,平衡就向减弱这个改变的方向移动。
温度对化学平衡的影响 oK2?rHoT2?T1lno?()RT2T1 K1(1) ?rHo <0, 反应放热, T?, K?; (2) ?rHo >0, 反应吸热, T?, K ?
二、化学平衡综合计算
例3. 化学反应2CuBr2(s) 2CuBr(s)+Br2(g),487K的平衡常数可表示为Kp = p[Br2(g)] =
0.0460 atm。现有容积为10.0 L的容器,其中有过量的CuBr2(s)并加入0.100 mol I2 (g),因发生反应Br2(g)+I2(g)
2BrI(g) 而使平衡时气体总压p = 0.746 atm。求:
(1)第二个反应的平衡常数。
(2)再向体系中充入0.100mol I2,则平衡时气体总压为多少?
例4. 1273 K时H2O(g)通过红热的铁生产H2, 发生如下反应:Fe(s) + H2O(g)
FeO(s) +H2(g),反应的平衡常数 Kp = 1.49。(Kp是以各平衡混合气体分压表示的化学平衡常数)
(1)计算每生产1.00 mol 氢气需通入水蒸气的物质的量为多少?
(2)1273 K时,若反应体系中只有0.30 mol 的铁并通入1.0 mol 水蒸气与其反应,试计算反应后各组分的物质的量。反应后体系是否处于平衡状态,为什么?
(3)1273 K时,当1.00 mol 水蒸气与0.80 mol 铁接触时,最后各组分的物质的量是多少?
例5 在773 K时,将0.1 mol H2和0.2 mol CO2通入抽空的瓶中,发生如下的反应:(1) H2(g)+ CO2(g) = H2O(g)+CO(g)
平衡后的总压力为50.66 kPa,经分析其中水蒸汽的摩尔分数为10%,今在容器中加入过量的CoO(s)和Co(s),在容器中又增加了如下的平衡:
(2) CoO(s) + H2(g) = Co(s)+H2O(g) (3) CoO(s)+ CO(g) = Co(s)+CO2(g)
经分析此时容器中水蒸汽的摩尔分数为30 %,试计算K1、K2和K3。
例6 PCl5的分解作用为: PCl5(g)
PCl3(g)+ Cl2(g)
在523.2 K、101.325KPa下反应到达平衡后,测得平衡混合物的密度为2.695?103kg·m-3,试计算
(1)PCl5的离解度 (2)该反应的Kpo (3)该反应的?rGmo
例7. 在一个抽真空的密闭容器内,放有无水FeSO4和0.095mol硫磺,通入纯氧气,把体系加热,使他们发生化学反应,在恒定101325Pa及927K下长时间保持平衡。经分析,该条件下平衡气相中含氧气的物质的量为0.05mol,残渣中并未发现残存的硫。试通过计算说明在该条件下的残渣是什么。已知在此条件下:
2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)
2SO3(s)
2SO2(g)+O2(g)
例8 一定条件下,氙和氟作用生成XeF2, XeF4和XeF6,平衡常数分别为
Kp(250℃) Kp(400℃)
正在阅读:
化学热力学与化学平衡11-17
学生个人《傅雷家书》读后感范文模板08-01
美学原理教案02-28
在全市旅游安全生产委员会第一次全体扩大会议上的讲话范文09-07
文明是一种态度作文600字06-19
塞拉利昂光伏电站市场投资前景预测报告06-13
校园绿色环保总结范文(通用8篇)03-28
备战高考数学二轮复习专题1.9推理与证明、复数教学案理12-23
2012初中微机考试选择题04-30
- exercise2
- 铅锌矿详查地质设计 - 图文
- 厨余垃圾、餐厨垃圾堆肥系统设计方案
- 陈明珠开题报告
- 化工原理精选例题
- 政府形象宣传册营销案例
- 小学一至三年级语文阅读专项练习题
- 2014.民诉 期末考试 复习题
- 巅峰智业 - 做好顶层设计对建设城市的重要意义
- (三起)冀教版三年级英语上册Unit4 Lesson24练习题及答案
- 2017年实心轮胎现状及发展趋势分析(目录)
- 基于GIS的农用地定级技术研究定稿
- 2017-2022年中国医疗保健市场调查与市场前景预测报告(目录) - 图文
- 作业
- OFDM技术仿真(MATLAB代码) - 图文
- Android工程师笔试题及答案
- 生命密码联合密码
- 空间地上权若干法律问题探究
- 江苏学业水平测试《机械基础》模拟试题
- 选课走班实施方案
- 化学平衡
- 热力学
- 化学
- 小学语文第十二册期末测试题
- 物质结构讲义
- 深圳市最新建筑工程归档目录(免费)
- 部编版小学二年级语文上册第三单元 达标测试卷
- 网络技术应用练习题(一)
- 社会心理学之浅谈网络人际关系
- 赴安徽铜陵、浙江长兴学习考察情况的汇报
- 简易indesign教程 - 图文
- 台达特殊寄存器
- 广东省广州市第五中学2013-2014学年高一化学上学期期中考试试题新人教版
- 2017年虹口区高三英语二模卷(2017.04)
- C语言第五章练习题
- 华中师范大学体育学院历年真题01-15年 - 图文
- EPS与UPS的区别
- 2015年度内蒙古自治区农牧业
- 自动化仪表及过程控制 第四章 过程控制仪表 - 图文
- 长城说课稿
- 浅析概率论在经济学中的应用
- 小学二年级语文上册课外阅读题专项训练
- 资产阶级共和国的方案为什么在中国行不通