大学化学第四章
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第四章化学平衡本章总目标:1:了解化学平衡的概念,理解平衡常数的意义;2:掌握有关化学平衡的计算;3:熟悉有关化学平衡移动原理.各小节目标:第一节:化学平衡状态1:熟悉可逆反应达到平衡的特征——反应体系中各种物质的生成速率分别等于其消耗的速率,各种物质的浓度将不再改变。
2:了解平衡常数、平衡转化率这两个概念的意义.第二节:化学反应进行的方向学会运用标准平衡常数判断化学反应的方向:时,反应向逆向进行。
向正反应方向进行。
时体系达到平衡状态.第三节;标准平衡常数与的关系1:掌握化学反应等温式(),当体系处于平衡状态的时候。
2:重点掌握运用公式进行热力学数据之间的计算。
第四节:化学平衡的移动1:熟悉温度、浓度、压强对化学平衡的影响,2:熟练地根据条件的改变判断平衡移动的方向。
习题一选择题1。
可逆反应达平衡后,若反应速率常数k发生变化,则标准平衡常数()(《无机化学例题与习题》吉大版)A。
一定发生变化B。
一定不变C. 不一定变化D。
与k无关2.反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)在300K时的Kc与Kp的比值约为()A。
25 B。
2500 C。
2。
2 D.0.04 3。
反应的温度一定,则下列的陈述中正确的是()(《无机化学例题与习题》吉大版)A.平衡常数能准确代表反应进行的完全程度B。
转化率能准确代表反应进行的完全程度C. 平衡常数和转化率都能准确代表反应进行的完全程度D。
平衡常数和转化率都不能代表反应进行的完全程度4.相同温度下:2H2(g)+S2(g)2H2S(g)Kp12Br2(g)+2H2S(g)4HBr+S2(g)Kp2H2(g)+Br2(g)2HBr(g)Kp3则Kp2等于( )A. Kp1· Kp3B.(Kp3)2/ Kp1C. 2Kp1· Kp3D. Kp3/ Kp15.下列反应中,K˚的值小于Kp值的是()(《无机化学例题与习题》吉大版)A. H2(g)+Cl2(g)== 2HCl(g)B。
化学热力学基础热力学系统和状态函数热力学概念系统与环境系统定义环境定义系统类型1.开放系统定义2.封闭系统定义3.隔离系统定义状态函数与过程状态定义平衡态定义状态函数定义取决于系统所处的状态,一旦状态确定,每个状态函数有唯一确定的值状态函数的变化值并不是系统状态,其变化值与中间环节无关分类广度性质定义例子:体积,物质的量,质量,自由能等强度性质定义例子:温度,密度,压力,浓度两者关系:强×广=广,广 广=强状态方程(物态方程)定义例子:PV=nRT过程定义分类等温过程等压过程等容过程绝热过程循环过程可逆过程自发过程特征单向性(不可逆过程)具有做功的能力具有一定的限度定义能量的转化热和功热定义符号表示正值和负值分别表示功定义符号表示正值和负值分别表示注意1:热和功都不是状态函数,不是系统的性质2:只存在于系统的变化过程中,其大小与途径密切相关以理想气体的等温膨胀为例体积功定义(We)公式公式中的单位Pa,m^3例子反抗外压的过程中非体积功定义(Wf)可逆过程(可逆功Wr)与最大功最大功公式可逆过程与不可逆过程的区别系统和环境能否同时恢复到原来的状态可逆过程是不可能实现,时间无限长每一微小步环境和系统都是平衡的能量守恒和化学反应热热力学能(内能)(广度性质)定义(系统内部)(状态函数)符号表示和单位理想气体的内能和焓只与温度有关热力学第一定律(能量守恒与转化定律)表述系统热力学变化公式(封闭系统)系统的焓定义(状态函数)(广度性质)符号表示与单位焓变的定义(后-前)正负分别表示H=U+pV等容反应的热效应dU=Qv(dV=0)(封闭系统无非体积功)(等容反应热等于系统内能的变化)热效应的概念:系统发生变化时,若无非体积功,且终与始态的温度相同,则系统放出或吸收的热量就称为该过程的热效应等压反应的热效应dU=Qp+W=Qp+p外×dVQp=(U2-U1)+p外(V2-V1)=(U2+p外V2)+(U1+p外V1)Qp=H2-H1=dH封闭系统无非体积功,等压反应热等于系统焓变等压与等容的关系反应物,产物均为气体dn=0——则Qp≈Qv反应物,产物都在溶液和固体中的反应可认为dV=0——则Qp≈Qv反应进度,热化学方程式与标准状态反应进度定义(对于反应物为负值,对于生成物为正值)式子表示单位摩尔反应热书写形式定义与方程式的写法有关标准状态(标准压强100KPa)对气体(理想气体,标准压强)(混合气体的每个气体的分压都是标准压强)对纯液体和纯固体(标准压强)对溶液(标准压力,溶质浓度1mol/L理想稀溶液)对溶剂(标准压力)对生物系统(37度,PH=7)参考温度:298.15K(25°C)热化学反应方程式热化学反应方程式中的热效应符号写法(4点)注意事项(3点)盖斯定律和反应热的计算盖斯定律的运用盖斯定律(不做非体积功和等压或等容以及恒温条件下)由标准摩尔生成焓计算反应热摩尔生成焓与标准摩尔生成焓定义符号单位C的稳定单质是石墨不是金刚石稳定物质的标准摩尔生成焓为零生成物质的化学计量数要为1式子(反应式产物-反应物)(化学计量数都取正值)同一种物质不同聚集状态的标准摩尔生成焓不同由标准摩尔燃烧焓计算反应热标准摩尔燃烧焓定义单位符号式子(反应物-产物)(化学计量数都带正号)理解完全燃烧和完全氧化(其标准摩尔燃烧焓为0)熵和Gibbs自由能熵(状态函数)(广度性质)定义单位符号等温可逆过程熵与反应热的关系式温度对熵的影响热力学第三定律定义规定熵(ST)与绝对熵(S0)标准摩尔熵定义单位符号稳定物质单质的标准摩尔熵不为0,因为不是绝对零度的完整晶体对于水溶液中离子的标准摩尔熵是....标准摩尔熵的规律(6个)标准摩尔熵变(后-前)熵增加原理(热力学第二定律)定义数学表达式熵变与0的比较的含义Gibbs自由能(广度性质)(状态函数)符号表示式子吉布斯自由能变化和非体积功用吉布斯自由能变化判定反应方向标准状态下标准摩尔自由能定义符号单位稳定物质单质标准摩尔自由能为0计算两个式子(一个只能在25度时,另一个任意)注意单位统一非标准状态下式子反应商对溶液对纯气体对混合相判断反应的依据。