物理化學(xué)答案——第四章化學(xué)平衡習(xí)題解答

1、第四章第四章化學(xué)平衡化學(xué)平衡一、基本公式和內(nèi)容提要一、基本公式和內(nèi)容提要1.化學(xué)反應(yīng)的方向和限度（1）反應(yīng)系統(tǒng)的吉布斯自由能和反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中，A和B均各以純態(tài)存在而沒(méi)有相互混合，則在反應(yīng)進(jìn)度為ξ時(shí)反應(yīng)體系的總吉布斯自由能G為：G=nAμAnBμB=（1－ξ）μAξμB=μAξ（μB－μA）對(duì)于封閉體系在定溫定壓下在反應(yīng)實(shí)際進(jìn)行過(guò)程中，A和B是不可能以純態(tài)存在的。它們是混合在一起的，因此還存在混合吉布斯自由能△mixG?！鱩ixG

2、=RT（nAlnXAnBlnXB）=RT[(1－ξ)ln(1－ξ)ξlnξ]（2）化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)理想氣體的化學(xué)反應(yīng)()()()()aAgbBggGghHg????????=e=常數(shù)=KθbBaAhHgGPPPPPPPP)()()()(????)△△(1????????BAHGbahgRT－?Kθ稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。（3）化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式（a）對(duì)任意反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)：△rGmθ=－RTlnKθ△rGmθ是指產(chǎn)物和反應(yīng)物均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)，

3、產(chǎn)物的吉布斯自由能和反應(yīng)物的吉布斯自由能總和之差，稱(chēng)為反應(yīng)的“標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化”。（b）反應(yīng)在定溫定壓條件下△rGm=△rGmθRTlnQp上式稱(chēng)為范特霍夫(VaitHoff)等溫方程。（c）依據(jù)吉布斯自由能函數(shù)可判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，在溫度、壓力一定的條件下：RTlnQa＜RTlnKθQa＜Kθ△rGm＜0反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行若RTlnQa＞RTlnKθQa＞Kθ△rGm＞0反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行Kθ=Pi.(Pθ)－△γ=()?ii??i?

4、PPii?Pi是氣體物質(zhì)i的平衡分壓，γi是i物質(zhì)反應(yīng)系數(shù)，對(duì)反應(yīng)物γi取負(fù)，對(duì)產(chǎn)物γi取正。4.平衡常數(shù)的測(cè)定與求算平衡常數(shù)的測(cè)定與求算采用各種有效的實(shí)驗(yàn)方法，直接或間接測(cè)定反應(yīng)系統(tǒng)平衡時(shí)的組成，進(jìn)而推算平衡常數(shù)，這是測(cè)定平衡常數(shù)的基本出發(fā)點(diǎn)，但對(duì)于具體反應(yīng)，采用何種實(shí)驗(yàn)方法有效，要做具體分析。依據(jù)熱力學(xué)原理求算化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，首先是算出反應(yīng)的，然后?mrG?依據(jù)式求出。求算反應(yīng)的常用下列方法：)exp(RTGKmr??????K

5、?mrG?（1）有物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能求算反應(yīng)的：?mfG??mrG?△rGmθ=∑i△fGmiθ(產(chǎn)物)－∑j△fGmjθ(反應(yīng)物)??（2）由物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱和標(biāo)準(zhǔn)熵分別求出反應(yīng)的和，?mfH??mS?mrH??mrS?然后再算出反應(yīng)的：?mrG????mrmrmrSTHG?????(3)依據(jù)熱化學(xué)原理，組合某些已知的反應(yīng)，推算欲求反應(yīng)的。?mrG??mrG?此外還有電化學(xué)方法和統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)方法，將在后續(xù)有關(guān)章節(jié)中介紹。5.影響

6、化學(xué)平衡的因素（1）濃度或分壓對(duì)平衡的影響在定溫下改變反應(yīng)物、產(chǎn)物的濃度或分壓，并不能改變平衡常數(shù)的大小。增加反應(yīng)物或減少產(chǎn)物的濃度或分壓，平衡將向著生成產(chǎn)物的方向移動(dòng)；減少反應(yīng)物或增加產(chǎn)物濃度或分壓，平衡將向著生成反應(yīng)物的方向移動(dòng)。（2）壓力對(duì)平衡的影響液相和復(fù)相反應(yīng)，一般我們忽略壓力的影響。因此，在通常情況下，壓力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不影響。對(duì)于△γ＞0的氣相反應(yīng)來(lái)說(shuō)，減小總壓力可使反應(yīng)向產(chǎn)物增加的方向移動(dòng)（對(duì)正反應(yīng)有利）；對(duì)于△γ＜0的