物理化學習題第四章化學平衡

1、第四章第四章化學平衡化學平衡一基本要求一基本要求1掌握化學反應定溫式的各種形式，并會用來判斷反應的方向和限度。2了解標準平衡常數(shù)的定義，掌握標準平衡常數(shù)的各種表示形式和計算方法。3掌握標準平衡常數(shù)與在數(shù)值上的聯(lián)系，熟練用熱力學方法計K?rmG??算，從而獲得標準平衡常數(shù)的數(shù)值。rmG??4了解標準摩爾生成Gibbs自由能的定義和它的應用。fmG??5掌握溫度對化學平衡的影響，記住van’tHoff公式及其應用。6了解壓力和惰性氣體對化學

2、平衡的影響。二把握學習要點的建議二把握學習要點的建議把本章放在多組分系統(tǒng)之后的目的，就是要利用多組分系統(tǒng)中介紹的化學勢的概念和各種表示方式，來導出化學反應定溫式，從而用來判斷化學反應的方向與限度。本章又用到了反應進度的概念，不過其值處在的區(qū)間之內。因為01mol?在利用化學勢的表示式來計算反應的Gibbs自由能的變化值時，是將化學勢看作為一個定值，也就是在有限的反應系統(tǒng)中，化學進度為，如果在一個很大d?的系統(tǒng)中，。1mol??嚴格講，標

3、準平衡常數(shù)應該用絕對活度來定義，由于本教材沒有介紹絕對活度的概念，所以利用標準態(tài)化學勢來對標準平衡常數(shù)下定義，其含義是一樣的。從標準平衡常數(shù)的定義式可知，標準平衡常數(shù)與標準化學勢一樣，都僅是溫度的函數(shù)，因為壓力已指定為標準壓力。對于液相反應系統(tǒng)，標準平衡常數(shù)有其相應的形式。對于復相化學反應，因為純的凝聚態(tài)物質本身就作為標準態(tài)，它的化學勢就是標準態(tài)化學勢，已經歸入中，所以在計算標準平衡常rmG??數(shù)時，只與氣體物質的壓力有關。學習化學平衡

4、的主要目的是如何判斷反應的方向和限度，知道如何計算平衡常數(shù)，了解溫度、壓力和惰性氣體對平衡的影響，能找到一個經濟合理的反應條件，為科研和工業(yè)生產服務。而不要過多地去考慮各種濃度表示式和各種平衡常數(shù)表示式之間的換算，否則會把自己搞糊涂了，反而沒抓住主要內容。由于標準平衡常數(shù)與在數(shù)值上有聯(lián)系，，所以有rmG??rmlnpGRTK?????了的值，就可以計算的值。定義了標準摩爾生成Gibbs自由能rmG??pK?fmG??，就可以很方便地用熱

5、力學數(shù)據(jù)表中個物質的值，來計算反應的，fmG??rmG??把不參與反應的氣體稱為惰性氣體，惰性氣體對平衡的影響與壓力相似，只有在反應前后氣體分子數(shù)改變的反應，加入惰性氣體才會影響平衡的組成。加入惰性氣體，降低了各個組成的分壓，相當于起了降壓和稀釋作用，對氣體分子數(shù)增加的反應是有利的。反之，對氣體分子數(shù)減少的反應，惰性氣體的存在會使產物在平衡組成中的比例下降，必須定期清除這種反應物帶入的或反應中產生的惰性氣體。三思考題參考答案三思考題參考

6、答案1反應達到平衡時，宏觀和微觀特征有何區(qū)別？答：答：反應到達平衡時，宏觀上反應物和生成物的數(shù)量不再隨時間而變化，好像反應停止了。而微觀上，反應仍在不斷的進行，反應物分子變?yōu)樯晌锓肿?，而生成物分子又不斷變成反應物分子，只是正、逆反應的速率恰好相等，使反應物和生成物的?shù)量不再隨時間而改變。2為什么化學反應通常不能進行到底？答：答：嚴格講，反應物與產物處于同一系統(tǒng)的反應都是可逆的，不能進行到底。只有逆反應與正反應相比小到可以忽略不計的反應

7、，可以粗略地認為可以進行到底。這主要是由于存在混合Gibbs自由能的緣故，反應物與產物混合，會使系統(tǒng)的Gibbs自由能降低。如果沒有混合Gibbs自由能，在Gibbs自由能對反應進度的變化曲線上，應該是一根不斷下降的直線，不會出現(xiàn)最低點。如果將反應在van’tHoff平衡箱中進行，反應物與生成物的壓力都保持不變，反應物與生成物也不發(fā)生混合，反應物反應掉一個分子，向平衡箱中補充一個分子。生成一個生成物分子，則從平衡箱中移走一個分子，這樣才

8、能使反應進行完全。3什么是復相化學反應？其平衡常數(shù)有何特征答：答：有氣相和凝聚相（液相、固體）共同參與的反應稱為復相化學反應。對凝聚相，只考慮是純態(tài)的情況，純態(tài)的化學勢就是它的標準態(tài)化學勢，所以復相化學反應的標準平衡常數(shù)只與氣態(tài)物質的壓力有關。4什么是物質的解離壓？答：答：在一定溫度下，某純的固體物質發(fā)生解離反應，如果只產生一種氣體，達到平衡時，這氣體的壓力就稱為該固體在該溫度時的解離壓。如果產生的氣體不止一種，達到平衡時，所有氣體壓力

9、的總和稱為該固體在該溫度時的解離壓。顯然物質的解離壓在定溫下有定值。5什么是標準摩爾生成Gibbs自由能？答：答：因為Gibbs自由能的絕對值不知道，所以只能用相對值，需要規(guī)定一個共同的相對標準。即將標準壓力下穩(wěn)定單質（包括純的理想氣體，純的固體或液體）的生成Gibbs自由能看作零，在標準壓力下，反應溫度時，由穩(wěn)定單質生成計量系數(shù)的物質B時，標準摩爾Gibbs自由能的變化值稱為物質B1??B的標準摩爾生成Gibbs自由能，用符號表示。熱