05章化学平衡11

rGm o 平衡， rGm o 逆向进行。
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§5.2理想气体化学反应的平衡常数
1、标准平衡常数 k
由等温方程： r Gm r Gm RT ln J P 知，当各反应 气体的分压力都不再随时间变化，即反应达平衡时：
rGm rGm RT ln J P(平衡) 0
即：


r Gm RT ln J P (平)
def

K
J P ( 平) (
nH h nG g ;
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1、化学反应的吉布斯函数与化学反应亲和式。
若反应继续进行一微小变化，即 d 时，则 必有各物质摩尔数的变化：
dnA ad
dnB bd dnH hd
dnG gd
此时引起反应物系中吉布斯函数的变化应为：
dGT .P B dnB
B
( AdnA B dnB ) ( G dnG H dnH )
[(gG h H ) (a A b B )]d
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1、化学反应的平衡条件与化学反应亲和式 或：
G ( )T .P [(g G h H ) (a A b B )]
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r Gm.
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1、化学反应的平衡条件与化学反应亲和式 由图可明显看出：
G ( )T . P o
(a A b B )
(
G )T . P o
(
G )T . P o
( gG h H )
反应能正向进行
G
( G )T . P o
该等式的右端是产物与反应物化学位的代数和，实际
上就是在等温、等压下，当系统发生一个 单位反应
时，系统的反应吉布斯函数改变量
G ( ) T .P v B B B
就是： rG m.
G ( ) T . P 表示了反应系统的吉氏函数随反应进程度 的 变化率，若以 G— 作图可得如下的曲线。
**对于不同的反应，或反应条件不同，虽然都有平衡，但这些 反应有些正向进行的很彻底，而有些进行的却不彻底。
H 2 ( g) O2 ( g ) 电火花引燃 2H 2O( g ) Pt催化
该反应速度非常快，平衡后几乎测不出剩余H2和O2 的存在，这说明反应进行的很彻底，但有些反应却不彻 底，例：
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引言
C6H6(g)+CH 4(g) 甲基苯
常压, 773.15 K
平衡后，约仅有千分之几的反应物可生成甲苯。
上述各例说明： 在一定条件下，不同的化学反应，其 所能进行的程度是不相同的。即便是同一反应，若条件不 同，反应程度也不同. 那么对一个化学反应，在什么样的条件下，反应能进 行到一个什么样的程度？能否从理论上给以预示、外部条 件对平衡的影响如何，这都是本章所要讨论的问题。

B
vB RT ln
B
PB P
RT (ln
B
PB P
vG
vB )
（ ）( ) vH PB vB P P RT ln RT ln ( ) PA v A PB B P b ( ) ( ) P P
PG
PH
PB vB J P ( ) ----压力商，连乘号中计量系数 v B 对于反应 P B
故又有： A>0，反应正向进行， A=0，平衡， A<0，逆向进行。
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2 化学反应的等温方程 这里先给出反应物均为理气的等温方程 。 设在恒温下，有一化学反应:
aA bB gG hH
反应Gibbs函数的变化为：
rGm v B B (v B
(
G ) T . P o 反应达平衡状态
G ( ) T . P o反应可反反方向进行
0

1
这说明了吉氏函数随 的变化率，可以表征化学反应
的方向和限度
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1、化学反应的平衡条件与化学反应亲和式 因此定义：
G ( ) T . P r Gm A （化学亲合势）
物为负值。
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RT ln J P
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2 化学反应的等温方程
r Gm r Gm RT ln J P
该式称为理想气体的等温方程，若各反应物的分压力 PB
已知，就可计算出 化学反应的方向。 既： rGm o 反应正向进行， 。另由 r Gm A便可判断 . r Gm
物理化学电子教案—第五章
nB b(1 );
n A a(1 )
K ( PB / P )vB
B
nG g ;
nH h
正向反应 G ( )T .P.W '0 0 反应平衡 逆向反应
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引言
若系统中的所有化学反应，在一定温度和压力下，经历一 定时间后，各组分的量都将不再随时间变化时，即可认为系统 的化学反应已达到了平衡。 *平衡是动态的：指正反两方向的速度达到了相等 . 并不是说反 应停止。
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§5.1化学反应的等温方程
1、化学反应的平衡条件与化学反应亲和式。
设在恒温恒压条件下的任一化学反应：
aA bB gG hH 反应前：a
质的摩尔数：
b
0
0
反应进行到某时刻，即反应进度为 时，系统中各物
n A a(1 )
nB b(1 );

B
v BB
B B

)
vB RT ln
B
PB P

上式中 v B
B
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B
为各反应物在标准态（的纯理气时的化
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。） 学势，即为标准摩尔反应吉布斯自由能 r Gm
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2 化学反应的等温方程
r Gm v B B ( gG h H ) (a A b B )