无机化学第三章化学反应速率和化学平衡2精品.ppt

● 压缩后P总＝200.0kPa J K?，平衡向逆方向移动。 N2O4(g) 2NO2(g) 开始时nB/mol 1.00 0.10 平衡时nB /mol 1.00-y 0.10 + 2y 平衡时PB/kPa 平衡逆向移动 3.5.3 温度对化学平衡的影响 根据 无相变时有 若反应在 T1 和 T2 时的平衡常数分别为 K1θ 和 K2θ ，则近似地有： 两式相减有： △rHm θ 0 (放热反应） △rHm θ 0 (吸热反应） T升高时 变小 增大 T降低时 增大 变小 1.4.1 平衡常数 K θ =126，判断反应在 800 K 时的平衡常数有什么变化？并说明温度升高对此反应的平衡的影响。 例3: 反应 在 500 K 时， 解： 设 ?f Hmθ 不随温度变化 ?fHmθ / (kJ?mol?1) –110. 5 –241. 8 –393. 5 0 ? r Hmθ = [(–393. 5) – (–110. 5) – (–241. 8)] kJ?mol?1 = –41. 2 kJ?mol?1 该正反应为放热反应，其逆反应则为吸热反应。从式(1.4.1)可定性判断温度升高，其平衡常数 K θ 是减小的，平衡向着减少生成物的方向移动。 如果要进一步计算 800 K 时的 K θ ，可估算如下： K2θ = 3. 12 由计算知，温度升高，K 变小，表明温度升高平衡向生成反应物方向移动。 的标准平衡常数，并简单说明它们在渗碳过程中的意义。 例 4: 化学热处理中高温气相渗碳中存在这样的反应： 试分别计算 298. 15 K 和 1 173 K 时 解： (1) ?f Hmθ (298. 15 K)/(kJ·mol–1) –110. 5 0 –393. 5 Smθ (298. 15 K)/(J·mol–1·K–1) 197. 7 5. 74 213. 8 ?r Hmθ (298. 15 K) = [(–393. 5) – 2×(–110. 5)] kJ·mol–1 = –172. 5 kJ·mol–1 ?r Smθ (298. 15 K) = [(213. 8 + 5. 74) – 2×197. 7] J·mol–1·K–1 = –175. 9 J·mol–1·K–1 298. 15 K 时 ?r Gmθ = [–172. 5 – 298. 15 ? (–175. 9?10–3)] kJ·mol–1 ln K θ = – ?r Gmθ (298. 15 K)/ RT K θ = 1. 10?1021 1 173 K 时： ?r Gmθ (1 173 K) = [(–172. 5)–1 173?(–175. 9?10–3)] kJ·mol–1 = 33. 8 kJ·mol–1 = –120. 1 kJ·mol–1 = 120. 1?103 J·mol–1/(8. 314 ·mol–1·K–1 ? 298. 15 K) = 48. 45 ln K θ = – ?r Gmθ (1 173 K)/ RT = (–33. 8)?103 J·mol–1/(8. 314 J·mol–1·K–1?1 173 K) = –3. 466 K θ ≈ 3. 12?10–2 3.5.4 催化剂对化学平衡的影响 催化剂不能使化学平衡发生移动 催化剂使正、逆反应的活化能减小相同的量，同等倍数增大正、逆反应速率常数，但不能改变标准平衡常数，也不改变反应熵。 催化剂只能缩短反应达到平衡的时间，不能改变平衡组成。 3.5.5平衡移动的总规律 1884年，法国科学家 Le Chatelier 提出： 当体系达到平衡后，若改变平衡状态的任一条件（如浓度、压力、温度），平衡就向着能减弱其改变的方向移动。 Le Chatelier原理适用于处于平衡状态的体系，也适用于相平衡体系。 Le Chatelier H，