第六章化学平衡51
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《化学平衡》演示课件-PPT【人教版】
②气体的密度不随时间改变而改变。 (适用于容器体积改变或气体质量变化的反应)
③气体的颜色不随时间改变而改变。 (适用于有色物质参与的反应) ④……………
《 化 学 平 衡 》演示 课件-P PT【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
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物质的量分数 体积分数 质量
保持不变
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➢间接标志：
①混合气体的总压强、平均相对分子质量、总物质 的量不随时间的改变而改变。
(适用于反应前后气体计量数不等的反应)
B.V正反应＝ V逆反应，反应并未停止。
根据上述过程，分别画出可逆反应中浓度（C） 《化学平衡》演示课件-PPT【人教版】优秀课件（实用教材） 和速率（V）随时间的变化图像：
浓 度
V
SO3
V(正)
化学平衡状态 V(正) =V(逆)
t0
浓度－t(时间）图像
SO2
V(逆)
t
O2 t
t0
对应化学平衡建立: V(速率）－t(时间）图像
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2.化学平衡状态的特征：
①逆： 可逆反应 ②等： 正反应速率=逆反应速率
③动： 动态平衡（ υ正 = υ逆 ≠0 ）
④定： 反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组 分的含量保持一定
⑤变： 条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下 建立新的平衡
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③气体的颜色不随时间改变而改变。 (适用于有色物质参与的反应) ④……………
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保持不变
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➢间接标志：
①混合气体的总压强、平均相对分子质量、总物质 的量不随时间的改变而改变。
(适用于反应前后气体计量数不等的反应)
B.V正反应＝ V逆反应，反应并未停止。
根据上述过程，分别画出可逆反应中浓度（C） 《化学平衡》演示课件-PPT【人教版】优秀课件（实用教材） 和速率（V）随时间的变化图像：
浓 度
V
SO3
V(正)
化学平衡状态 V(正) =V(逆)
t0
浓度－t(时间）图像
SO2
V(逆)
t
O2 t
t0
对应化学平衡建立: V(速率）－t(时间）图像
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2.化学平衡状态的特征：
①逆： 可逆反应 ②等： 正反应速率=逆反应速率
③动： 动态平衡（ υ正 = υ逆 ≠0 ）
④定： 反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组 分的含量保持一定
⑤变： 条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下 建立新的平衡
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第6章化学平衡常数
气： CO2 + H2 → CO + H2O 两个反应合写为： 例如 2： Ag+ + CO + H 2O ⇌ CO2 + H2 ⑵ ⑴
Cl- ⇌ AgCl↓
一般常把按反应方程式从左向右进行的反应叫正反应；从右向左进行的反 应叫逆反应。二者合起来叫可逆反应：在一定条件下，既能向正反应方向进行又 能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。 几乎所有的反应都是可逆的。不可逆反应的例子非常少，如： 2KClO3 ⇌ 2KCl + 3O2 ↑
t/s
图 2-3、 浓度改变平衡移动时浓度变化曲线
t/s
图 2-4、 平衡移动时速度的变化曲线
浓度对化学平衡的影响 对于反应： aA + bB ⇌ dD + eE
⇌
Ca2+
+
H 2O
+
CO2↑
Ca P K= H
2
平衡常数 K 既不是 Kc 也不是 Kp。 Kc 与 Kp 的单位分别为 (mol.L-1)
△n
和 atm n、 Pa n。对于 Kc 而言，因为浓度
△ △
的单位通常都是 mol.L-1，故 Kc 的单位常省略。而 Kp ，由于常用的分压的单位有 atm 和 Pa 两种，故 Kp 的单位需要写出。同时，在进行 Kc 与 Kp 的换算时，应注意 R 值的数值差异： P 的单位是 atm 时， R=0.0821atm.L.mol-1; P 的单位是 Pa 时， R=8314.3Pa.L.mol-1.K -1。 平衡常数的意义： 1、因为平衡状态为反应进行的最大限度，故 K 值的大小可以衡量反应进行 的程度，并由此估计反应的可行性。K 值越大，产物浓度越大，生成的产物越多， 正反应进行的程度越大。反之亦然。 一般而言， K＞ 107 可认为逆反应进行的程度太小而忽略， 即近似认为是一个 不可逆反应； 对应的 K＜ 10-7 可认为正反应进行的程度太小而忽略， 即近似认为是 一个不可逆反应； 只有 107＞ K＞ 10-7 时可认为是可逆反应。 对于 K 值太小的反应， 可认为在该条件下正反应不能进行 如： N2 + O2 = 2NO Kc=10-30(常温下 )
酸碱平衡和沉淀溶解平衡
[H ] KaCa ( 5.7 1010 0.10)mol / l 7.5 106 mol / l
PH=5.12
对于很弱且很稀旳一元酸溶液，因为溶液中H+浓度很小，不能 忽视水旳解离。因为酸旳[H解 ]离 度K小ac，a [HKwA]=ca , 可得：
39
例：试计算1.0×10-4mol ·L-1 HCN溶液旳pH 值。
H+ (aq) + OH－ (aq) K w
当Kaca≥20Kw时, (Ka KwBiblioteka )忽视水旳电离。 可用近似式。
37
例 计算0.10 mol·L-1HAc 溶液旳PH值。 解 ： 已 知 Ka(HAc)=1.75×10-5,ca=c(HAc)=0.10
mol·L-1,所以Kaca>>KW,且表白由水解离旳[H+] 相对于ca可忽视不计，故采用最简式计算。
比较后发觉：Kh1 >> Kh2 , 所以一级水解是主要旳，二级水解能够
近似忽视。
30
（4）、影响水解平衡旳原因
水解平衡是化学平衡之一，所以它旳影响原因为：
* 温度：已知水解反应为吸热反应（中和反应旳逆 反应），升高温度，会使水解度增大。
* 浓度：根据水解度与浓度旳关系，水解度与盐旳 浓度旳平反根成反比。所以，盐旳浓度越低，水解 度也就越大。
第六章：溶 液 中 旳 化 学 平 衡
6.1 酸碱平衡 6.2 配位平衡 6.3 沉淀溶解平衡
以上三种平衡和电化学平衡（氧化还原平
衡）——溶液中旳“四大化学平衡”
1
6.1.1 化学平衡中旳某些基本概念和理论
电解质旳概念
在水溶液中或熔融状态下能导 电旳物质称为电解质。
强电解质
PH=5.12
对于很弱且很稀旳一元酸溶液，因为溶液中H+浓度很小，不能 忽视水旳解离。因为酸旳[H解 ]离 度K小ac，a [HKwA]=ca , 可得：
39
例：试计算1.0×10-4mol ·L-1 HCN溶液旳pH 值。
H+ (aq) + OH－ (aq) K w
当Kaca≥20Kw时, (Ka KwBiblioteka )忽视水旳电离。 可用近似式。
37
例 计算0.10 mol·L-1HAc 溶液旳PH值。 解 ： 已 知 Ka(HAc)=1.75×10-5,ca=c(HAc)=0.10
mol·L-1,所以Kaca>>KW,且表白由水解离旳[H+] 相对于ca可忽视不计，故采用最简式计算。
比较后发觉：Kh1 >> Kh2 , 所以一级水解是主要旳，二级水解能够
近似忽视。
30
（4）、影响水解平衡旳原因
水解平衡是化学平衡之一，所以它旳影响原因为：
* 温度：已知水解反应为吸热反应（中和反应旳逆 反应），升高温度，会使水解度增大。
* 浓度：根据水解度与浓度旳关系，水解度与盐旳 浓度旳平反根成反比。所以，盐旳浓度越低，水解 度也就越大。
第六章：溶 液 中 旳 化 学 平 衡
6.1 酸碱平衡 6.2 配位平衡 6.3 沉淀溶解平衡
以上三种平衡和电化学平衡（氧化还原平
衡）——溶液中旳“四大化学平衡”
1
6.1.1 化学平衡中旳某些基本概念和理论
电解质旳概念
在水溶液中或熔融状态下能导 电旳物质称为电解质。
强电解质
化学平衡完整课件
的程度？ 增加氧气的浓度
2、可逆反应H2O(g)＋C(s) CO(g)＋H2(g) 在一定条件下达平衡状态，改变下列条件， 能否引起平衡移动？CO浓度有何变化? ①增大水蒸气浓度 ②加入更多的碳
③增加H2浓度 ① ③
3、浓度对化学平衡移动的几个注意点
① 改变固态和纯液态物质的量并不影响V正、V逆的 大小，所以化学平衡不移动。
原因分析: •增加反应物的浓度, V正 > V逆，
平衡向正反应方向移动； 速率-时间关系图：
V
增
大
V,(正)
反
V(正)
应
V,(逆)
物
浓
V(逆)
度
0
t1
t
讨论:
当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎 样移动?并画出速率-时间关系图．
减V
小
反
V(正)
应
物
V，(逆）
浓
V(逆)
度
V，(正)
0
t1
t
一、浓度对化学平衡的影响：
速率-时间关系图：
V’正= V’逆
增大压强,正逆反应速 率均增大，但增大倍数 一样， V’正= V’逆，平衡 不移动。
0
t2
T(s)
练习
1.下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是 否移动？向哪个方向移动？移动的根本原因是 什么?
① 2NO(g) + O2(g)
2NO2 (g)
② CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)
课堂练习
❖ 已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件
使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关
叙述正确的是
B
❖ ① 生成物的百分含量一定增加② 生成物的产
2、可逆反应H2O(g)＋C(s) CO(g)＋H2(g) 在一定条件下达平衡状态，改变下列条件， 能否引起平衡移动？CO浓度有何变化? ①增大水蒸气浓度 ②加入更多的碳
③增加H2浓度 ① ③
3、浓度对化学平衡移动的几个注意点
① 改变固态和纯液态物质的量并不影响V正、V逆的 大小，所以化学平衡不移动。
原因分析: •增加反应物的浓度, V正 > V逆，
平衡向正反应方向移动； 速率-时间关系图：
V
增
大
V,(正)
反
V(正)
应
V,(逆)
物
浓
V(逆)
度
0
t1
t
讨论:
当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎 样移动?并画出速率-时间关系图．
减V
小
反
V(正)
应
物
V，(逆）
浓
V(逆)
度
V，(正)
0
t1
t
一、浓度对化学平衡的影响：
速率-时间关系图：
V’正= V’逆
增大压强,正逆反应速 率均增大，但增大倍数 一样， V’正= V’逆，平衡 不移动。
0
t2
T(s)
练习
1.下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是 否移动？向哪个方向移动？移动的根本原因是 什么?
① 2NO(g) + O2(g)
2NO2 (g)
② CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)
课堂练习
❖ 已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件
使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关
叙述正确的是
B
❖ ① 生成物的百分含量一定增加② 生成物的产
化学平衡教案
化学平衡教案化学平衡教案协议一、协议方信息教师：＿___________________学生：＿___________________二、教学目标1、知识与技能目标11 理解化学平衡的概念，包括其特征和标志。
111 掌握化学平衡状态的判断方法。
112 了解化学平衡的移动原理及其影响因素。
113 能够运用化学平衡常数进行相关计算。
2、过程与方法目标21 通过实验探究和数据分析，培养学生观察、分析和解决问题的能力。
211 引导学生构建化学平衡的思维模型，提高学生的逻辑推理能力。
3、情感态度与价值观目标31 激发学生对化学学科的兴趣，培养学生严谨的科学态度。
311 让学生体会化学平衡在生产和生活中的重要应用，增强学生的社会责任感。
三、教学重难点1、教学重点11 化学平衡的概念及特征。
111 影响化学平衡移动的因素。
112 化学平衡常数的计算及应用。
2、教学难点21 化学平衡状态的判断。
211 理解化学平衡移动原理。
四、教学方法1、讲授法系统地讲解化学平衡的基本概念、原理和规律。
2、实验法通过实验演示和学生实验，让学生直观感受化学平衡的存在和变化。
3、讨论法组织学生讨论相关问题，促进学生思维的碰撞和交流。
4、练习法通过练习题巩固学生所学知识，提高学生的应用能力。
五、教学过程1、导入新课11 通过生活中的化学平衡现象，如合成氨反应、溶解平衡等，引发学生的思考，导入化学平衡的课题。
2、知识讲解21 讲解化学平衡的概念，强调可逆反应达到一定程度时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变。
211 分析化学平衡的特征，如动态平衡、等、定、变等。
3、实验探究31 进行化学平衡移动的实验，如温度、浓度对化学平衡的影响。
311 引导学生观察实验现象，记录数据，分析得出结论。
4、小组讨论41 组织学生讨论化学平衡状态的判断方法，让学生交流自己的观点。
411 教师进行总结和点评。
5、例题讲解51 讲解化学平衡常数的计算例题，让学生掌握计算方法和步骤。
《章化学平衡》课件
《章化学平衡》ppt 课件
目录
• 化学平衡的定义 • 影响化学平衡的因素 • 化学平衡的计算 • 化学平衡的应用 • 化学平衡的移动
01
化学平衡的定义
什么是化学平衡
化学平衡是指在一定条件下，可 逆反应进行到正逆反应速率相等 且各组分浓度保持不变的状态。
化学平衡是动态平衡，反应仍在 进行，只是正逆反应速率相等。
转化率的计算
转化率定义
转化率是反应物在反应过程中被消耗的量占初始量的百分比。
转化率计算公式
转化率 = (初始浓度 - 剩余浓度) / 初始浓度 × 100%。
转化率与反应条件的关系
转化率与反应温度、压力、催化剂等条件有关，条件改变，转化率 也会发生变化。
化学平衡的计算方法
平衡常数法
根据平衡常数和反应物、生成物 的浓度，计算反应过程中各物质
03
化学平衡的计算
平衡常数的计算
平衡常数定义
平衡常数与温度的关系
平衡常数是化学反应达到平衡状态时 ，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂 之积的比值。
平衡常数与温度有关，温度升高，平 衡常数增大；温度降低，平衡常数减 小。
平衡常数表达式
根据化学反应方程式，平衡常数表达 式为 K = [c(C)^p] / [c(D)^q]，其中 C 和 D 是反应物和生成物，p 和 q 是 它们的幂指数。
总结词
增加反应物浓度，平衡向正反应方向移动；增加生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。
详细描述
反应物的浓度对化学平衡有显著影响。当反应物的浓度增加时，反应速率加快，平衡向 正反应方向移动，即生成物方向移动。相反，当生成物的浓度增加时，平衡向逆反应方 向移动，即反应物方向移动。这是因为反应物和生成物的浓度变化会打破原有的平衡状
目录
• 化学平衡的定义 • 影响化学平衡的因素 • 化学平衡的计算 • 化学平衡的应用 • 化学平衡的移动
01
化学平衡的定义
什么是化学平衡
化学平衡是指在一定条件下，可 逆反应进行到正逆反应速率相等 且各组分浓度保持不变的状态。
化学平衡是动态平衡，反应仍在 进行，只是正逆反应速率相等。
转化率的计算
转化率定义
转化率是反应物在反应过程中被消耗的量占初始量的百分比。
转化率计算公式
转化率 = (初始浓度 - 剩余浓度) / 初始浓度 × 100%。
转化率与反应条件的关系
转化率与反应温度、压力、催化剂等条件有关，条件改变，转化率 也会发生变化。
化学平衡的计算方法
平衡常数法
根据平衡常数和反应物、生成物 的浓度，计算反应过程中各物质
03
化学平衡的计算
平衡常数的计算
平衡常数定义
平衡常数与温度的关系
平衡常数是化学反应达到平衡状态时 ，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂 之积的比值。
平衡常数与温度有关，温度升高，平 衡常数增大；温度降低，平衡常数减 小。
平衡常数表达式
根据化学反应方程式，平衡常数表达 式为 K = [c(C)^p] / [c(D)^q]，其中 C 和 D 是反应物和生成物，p 和 q 是 它们的幂指数。
总结词
增加反应物浓度，平衡向正反应方向移动；增加生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。
详细描述
反应物的浓度对化学平衡有显著影响。当反应物的浓度增加时，反应速率加快，平衡向 正反应方向移动，即生成物方向移动。相反，当生成物的浓度增加时，平衡向逆反应方 向移动，即反应物方向移动。这是因为反应物和生成物的浓度变化会打破原有的平衡状
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保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是
增大（变为原来的2倍）
（2）在压强较大情况下 （2）在压强较大情况下
根据大的就大小的就小，判断条件改变，利用平衡移动进行验证，得出结论。 正逆反应速率都增大，但正反应速率增大幅度小于逆反应速率
方法分析：都不连续是温度或压强。
（1）关于合成氨的下列事实，能用勒夏特列原理解释的
是 （CD ）
A．使用铁触媒
B．升高温度至500℃左右
C．增大压强为2×107~5×107Pa D．及时将生成的氨
分离出来 （2）在压强较大情况下
开始逆反应速率大于正反应速率，
（2）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是： 勒沙特列原理一定满足平衡的移动原理
图像特点：一动一不动是浓度，大的就大小的就小（两个含义）
下图是恒温下某化学反应的反应速率随反应
时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是 C A．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率 相等 B．该反应达到平衡态I后，增大反应物浓度，平衡发生 移动，达到平衡态II C．该反应达到平衡态I后，减小反应物浓度，平衡发生 移动，达到平衡态II D．同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等
化学平衡的移动 一、化学平衡状态是 指可逆反应中，
当正反应速率和逆反应速率相等时，
这种状态叫化 学平衡状态。
各物质的浓度和百分含量不再发生变化， 不相等，因为温度不同，平衡状态不同，所以物质的量不同。
各物质的起始加入量如下：A、B和C均为4.
开始，过程 如：在体积可变的密闭容器中，发生2SO3
2SO2+O2 达到化学平衡状态后，加入氮气，化学平衡
a与b比较，a是在什么情况 根据大的就大小的就小，判断条件改变，利用平衡移动进行验证，得出结论。
第6章 化学反应速率和化学平衡答案
思考题1. 区别下列概念：(1) 化学反应平均速率和瞬时速率；(2) 基元反应和复杂反应；(3) 活化分子和活化能；(4) 反应速率常数和化学平衡常数。
【答】(1) 化学反应平均速率是指反应在某时间范围内，以某反应物的浓度减小或某一生成物浓度的增加来表示，在该时间范围内，反应速率不是恒定的，而是在不断发生变化。
瞬时速率是指反应在某个瞬时的反应速率，在该瞬间反应速率是恒定的。
(2) 基元反应是指一步能够完成的反应。
复杂反应是指一步不能完成的反应。
复杂反应是由二个或二个以上的基元反应构成的。
(3) 能发生有效碰撞的分子称为活化分子。
E a为活化能是指活化分子所具有的最低能量E c与分子的平均能量E e的差值或把1mol具有平均能量的反应物分子变成活化分子所需吸收的最低能量。
(4) 反应速率常数是指单位反应物浓度时的反应速率，与反应物本性有关，也与反应时的温度、催化剂、溶剂等有关，与反应物浓度、分压无关。
对任何可逆反应，在一定温度下，达到平衡时各生成物浓度幂的乘积与各反应物浓度幂的乘积的比值是一常数，即为化学反应平衡常数。
化学平衡常数与反应本质、温度、溶剂等有关，与催化剂、反应物浓度或分压无关。
2. 简述反应速率的碰撞理论的要点。
【答】①原子、分子或离子只有相互碰撞才能发生反应，但并不是每次碰撞都能发生反应。
碰撞是反应发生的先决条件。
②分子发生有效碰撞必须具备一定的能量。
③活化分子间的碰撞还必须考虑碰撞时的方位。
3. 简述反应速率的过渡状态理论的要点。
【答】过渡状态理论认为，化学反应的发生仍是活化分子碰撞的结果，但活化分子不是只通过简单的碰撞就能完成，而是在反应过程中，要经过一个中间的过渡状态，即反应物分子先形成活化配合物，然后才分解为产物。
因此过渡状态理论也称为活化配合物理论。
4. 下列说法是否正确？(1) 对同一反应，用反应进度表示反应速率时，不论用何种物质(反应物或产物)来表示，其数值大小是一样的。
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第五章 化学平衡
化学平衡是研究化学反应体系的平衡问题： a）化学反应的方向和限度问题 b）各种状态反应的平衡常数表示式 c）各种条件对化学平衡的影响
§5.1 化学反应的方向和限度
1. 化学反应平衡条件
封闭体系，发生一化学反应：
dG= - SdT + VdP + ΣμBdnB （W’=0）
等 T，P，dGT，P=ΣμBdnB 1
aA + dD → gG + hH
t=0 nA° nD° t=t nA nD
nG° nH° nG nH
2
定义：反应进度 nB nB
B
d
dnB
B
, dnB
B d
等 T,P，dGT,P=ΣμBdnB = BBd
rGm
G
T ,P
BB
gG hH a A dD
rGm ：等 T,P 反应的自由能随反应进度 的变化
-40KJ< rGm <40KJ 不能判断方向
5）用反应的耦合可使rGm 为正向进行反应
若 rGm ,a 40KJ 不能正向进行
而 rGm ,b 0
16
反应 c= a + b
反应 b（产物或反应物）消耗反应 a（产物或
反应物）
则使反应 c 的rGm 40KJ ，正向进行
6） r Gm
， r Gm
或当d 1mol 时，引起反应自由能的变化 3
当 rGm 0 ，gG hH a A dD
反应物化学势高，反应向右进行自发反应
当 rGm 0 ，gG hH a A dD
产物化学势高，反应不能自发进行
当 rGm 0 ，产物与反应物化学势相等，
体系达平衡或可逆过程
4
化学反应的平衡条件：
)g
(
fH P
)h
)a
(
fD P
)d
fB P
rGm rGm RTLnQf
rGm BB RTLnKf
12
rGm 与 Kfθ关系
当等 T,P 平衡时， rGm
0,
K
f
Qf
rGm rGm RTLnQf
rGm RTLnKf BB (T)
理气： r Gm
r Gm
RTLnQ
P
r
G
m
Hale Waihona Puke 设为理想气体反应：由（1）（2）反应
rGm =rGm +G1 G2
18
G1
P
PD VDdP
RTLn
P PD
r Gm
=r Gm
+RTLn
PE PD
/ /
P P
= rGm +RTLnQP
由（2）（3）反应
rGm = r Gm' G3 G4
rGm' 0 平衡
19
G3
V PD'
P D
利用
G
T
,
P
0 ，可求出最低点 m 的
说明：a）自由能最低点不是产物
E，而是在
G
T ,P
0
b）平衡时，反应物和产物都存在
c） Gm ix 的存在，使体系的自由能降低
9
d）物理意义：在无限大量的体系中发生一个 单位反应的自由能增量
f）化学反应的方向： BB ≤0
化学反应的限度：
G
T
,
P
0 时，
rGm ：判断反应方向的物理量
rGm ：判断反应限度的物理量 a）等 T,P rGm 0
表示热力学上是可以自发进行的
b） rGm RTLnKf 化学反应平衡式
仅在标态下： rGm 可以判断反应方向
15
若 rGm 40KJ 方可判断方向
rGm 40KJ 正向自发进行 rGm 40 KJ 不能正向进行
，K
f
为不同的反应状态
rGm RTLnKf 仅数值相等
三个等 T,P 反应，处在不同状态的
r Gm
， r Gm
，
K
f
17
D（PD） T,P,rGm E（PE ） （1）
ΔG1↓
↓ΔG2
D（Pθ） T,P,rGm E（Pθ） （2）
ΔG3↓
↓ΔG4
D（P’D） T,P',rGm'0 E（P’E ） （3）
dP
RTLn
PD' P
r Gm
=
RTLn
PE' PD'
/ /
P P
RTLnKP
r Gm
r Gm
RTLnQ
P
r Gm
RTLnK
P
反应（1）为未平衡反应
反应（2）为标态下的反应
反应（3）为平衡态反应
20
G=nDμD+nEμE
=nD（μD°+
RTLn PD P
）+ nE（μE°+
RTLnPE P
）
6
= nDμ D°+ nEμE°+
nD
RTLnPD P
+
nE
RTLnPE P
P
P
=
nDμ D°+
nEμ E°+
nD
RTLn
P
+
nE
RTLn
P
+ nD RTLnyD+ nE RTLnyE
PB=PyB
= nDμ D°(T,P)+ nEμE°(T,P) + RT(nDLnyD+ nELnyE)
产率最大
10
§5.2 化学反应等温式
化学反应等温式
r Gm
r Gm
RTLnQ
P
化学平衡等温式
r Gm
RTLnK
P
实际气体： r Gm
r Gm
RTLnQ
f
rGm RTLnKf
11
已知：等 T,P rGm B B
实气：fB=PBγB
rGm
B
B
B
RTLn
B
(
fG P
(
fA P
RTLn
RTLnK
P
13
说明：1）Kf 与 Kfθ的区别
Kf 为经验平衡常数，有单位
Kfθ为平衡常数，无单位
存在 r Gm
RTLnK
f
2）Kfθ代表反应限度的量
3）判断反应的方向和限度
等 T,P
Qf
K
f
,
r Gm
0
正向自发进行
Qf
K
f
,
rGm 0
逆向进行
14
Qf
K
f
,
r Gm
0
平衡，可逆
4） rGm 与rGm 的区别
=( nD°- )μ Dθ(T,P)+ μEθ(T,P)+ Gm ix
Gm ix = RT(nDLnyD+ nELnyE) 7
设 nD°=1mol
G=μ
θ D
+
[μEθ-
μDθ]
+
Gm ix
G— 作图
8
若没有Gm ix
，μEθ<μ
θ D
产物自由能最低
实际存在Gm ix <0 (yD<1, yE<1)
等
T,P 下， r Gm
G
T
,P
BB ≤0
BB 0 ，自发进行
BB 0 ，平衡，可逆
说明：νB 反应计量系数，产物为“+”， 反应物为“-”
5
2.化学反应的自由能降低原理
封闭系，W’=0，化学反应
D→ E
t=0 nD° nE°
t=t nD
nD= nD°-
由集合公式：G=ΣμBnB
化学平衡是研究化学反应体系的平衡问题： a）化学反应的方向和限度问题 b）各种状态反应的平衡常数表示式 c）各种条件对化学平衡的影响
§5.1 化学反应的方向和限度
1. 化学反应平衡条件
封闭体系，发生一化学反应：
dG= - SdT + VdP + ΣμBdnB （W’=0）
等 T，P，dGT，P=ΣμBdnB 1
aA + dD → gG + hH
t=0 nA° nD° t=t nA nD
nG° nH° nG nH
2
定义：反应进度 nB nB
B
d
dnB
B
, dnB
B d
等 T,P，dGT,P=ΣμBdnB = BBd
rGm
G
T ,P
BB
gG hH a A dD
rGm ：等 T,P 反应的自由能随反应进度 的变化
-40KJ< rGm <40KJ 不能判断方向
5）用反应的耦合可使rGm 为正向进行反应
若 rGm ,a 40KJ 不能正向进行
而 rGm ,b 0
16
反应 c= a + b
反应 b（产物或反应物）消耗反应 a（产物或
反应物）
则使反应 c 的rGm 40KJ ，正向进行
6） r Gm
， r Gm
或当d 1mol 时，引起反应自由能的变化 3
当 rGm 0 ，gG hH a A dD
反应物化学势高，反应向右进行自发反应
当 rGm 0 ，gG hH a A dD
产物化学势高，反应不能自发进行
当 rGm 0 ，产物与反应物化学势相等，
体系达平衡或可逆过程
4
化学反应的平衡条件：
)g
(
fH P
)h
)a
(
fD P
)d
fB P
rGm rGm RTLnQf
rGm BB RTLnKf
12
rGm 与 Kfθ关系
当等 T,P 平衡时， rGm
0,
K
f
Qf
rGm rGm RTLnQf
rGm RTLnKf BB (T)
理气： r Gm
r Gm
RTLnQ
P
r
G
m
Hale Waihona Puke 设为理想气体反应：由（1）（2）反应
rGm =rGm +G1 G2
18
G1
P
PD VDdP
RTLn
P PD
r Gm
=r Gm
+RTLn
PE PD
/ /
P P
= rGm +RTLnQP
由（2）（3）反应
rGm = r Gm' G3 G4
rGm' 0 平衡
19
G3
V PD'
P D
利用
G
T
,
P
0 ，可求出最低点 m 的
说明：a）自由能最低点不是产物
E，而是在
G
T ,P
0
b）平衡时，反应物和产物都存在
c） Gm ix 的存在，使体系的自由能降低
9
d）物理意义：在无限大量的体系中发生一个 单位反应的自由能增量
f）化学反应的方向： BB ≤0
化学反应的限度：
G
T
,
P
0 时，
rGm ：判断反应方向的物理量
rGm ：判断反应限度的物理量 a）等 T,P rGm 0
表示热力学上是可以自发进行的
b） rGm RTLnKf 化学反应平衡式
仅在标态下： rGm 可以判断反应方向
15
若 rGm 40KJ 方可判断方向
rGm 40KJ 正向自发进行 rGm 40 KJ 不能正向进行
，K
f
为不同的反应状态
rGm RTLnKf 仅数值相等
三个等 T,P 反应，处在不同状态的
r Gm
， r Gm
，
K
f
17
D（PD） T,P,rGm E（PE ） （1）
ΔG1↓
↓ΔG2
D（Pθ） T,P,rGm E（Pθ） （2）
ΔG3↓
↓ΔG4
D（P’D） T,P',rGm'0 E（P’E ） （3）
dP
RTLn
PD' P
r Gm
=
RTLn
PE' PD'
/ /
P P
RTLnKP
r Gm
r Gm
RTLnQ
P
r Gm
RTLnK
P
反应（1）为未平衡反应
反应（2）为标态下的反应
反应（3）为平衡态反应
20
G=nDμD+nEμE
=nD（μD°+
RTLn PD P
）+ nE（μE°+
RTLnPE P
）
6
= nDμ D°+ nEμE°+
nD
RTLnPD P
+
nE
RTLnPE P
P
P
=
nDμ D°+
nEμ E°+
nD
RTLn
P
+
nE
RTLn
P
+ nD RTLnyD+ nE RTLnyE
PB=PyB
= nDμ D°(T,P)+ nEμE°(T,P) + RT(nDLnyD+ nELnyE)
产率最大
10
§5.2 化学反应等温式
化学反应等温式
r Gm
r Gm
RTLnQ
P
化学平衡等温式
r Gm
RTLnK
P
实际气体： r Gm
r Gm
RTLnQ
f
rGm RTLnKf
11
已知：等 T,P rGm B B
实气：fB=PBγB
rGm
B
B
B
RTLn
B
(
fG P
(
fA P
RTLn
RTLnK
P
13
说明：1）Kf 与 Kfθ的区别
Kf 为经验平衡常数，有单位
Kfθ为平衡常数，无单位
存在 r Gm
RTLnK
f
2）Kfθ代表反应限度的量
3）判断反应的方向和限度
等 T,P
Qf
K
f
,
r Gm
0
正向自发进行
Qf
K
f
,
rGm 0
逆向进行
14
Qf
K
f
,
r Gm
0
平衡，可逆
4） rGm 与rGm 的区别
=( nD°- )μ Dθ(T,P)+ μEθ(T,P)+ Gm ix
Gm ix = RT(nDLnyD+ nELnyE) 7
设 nD°=1mol
G=μ
θ D
+
[μEθ-
μDθ]
+
Gm ix
G— 作图
8
若没有Gm ix
，μEθ<μ
θ D
产物自由能最低
实际存在Gm ix <0 (yD<1, yE<1)
等
T,P 下， r Gm
G
T
,P
BB ≤0
BB 0 ，自发进行
BB 0 ，平衡，可逆
说明：νB 反应计量系数，产物为“+”， 反应物为“-”
5
2.化学反应的自由能降低原理
封闭系，W’=0，化学反应
D→ E
t=0 nD° nE°
t=t nD
nD= nD°-
由集合公式：G=ΣμBnB