物理化學答案——第四章化學平衡習題解答

1、第四章第四章化學平衡化學平衡一、基本公式和內(nèi)容提要一、基本公式和內(nèi)容提要1.化學反應的方向和限度（1）反應系統(tǒng)的吉布斯自由能和反應進度反應進行過程中，A和B均各以純態(tài)存在而沒有相互混合，則在反應進度為ξ時反應體系的總吉布斯自由能G為：G=nAμAnBμB=（1－ξ）μAξμB=μAξ（μB－μA）對于封閉體系在定溫定壓下在反應實際進行過程中，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）化學反應標準平衡常數(shù)理想氣體的化學反應()()()()aAgbBggGghHg????????=e=常數(shù)=KθbBaAhHgGPPPPPPPP)()()()(????)△△(1????????BAHGbahgRT－?Kθ稱為標準平衡常數(shù)。（3）化學反應的等溫方程式（a）對任意反應達平衡時：△rGmθ=－RTlnKθ△rGmθ是指產(chǎn)物和反應物均處于標準態(tài)時，

3、產(chǎn)物的吉布斯自由能和反應物的吉布斯自由能總和之差，稱為反應的“標準吉布斯自由能變化”。（b）反應在定溫定壓條件下△rGm=△rGmθRTlnQp上式稱為范特霍夫(VaitHoff)等溫方程。（c）依據(jù)吉布斯自由能函數(shù)可判斷反應進行的方向，在溫度、壓力一定的條件下：RTlnQa＜RTlnKθQa＜Kθ△rGm＜0反應正向自發(fā)進行若RTlnQa＞RTlnKθQa＞Kθ△rGm＞0反應逆向自發(fā)進行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)反應系數(shù)，對反應物γi取負，對產(chǎn)物γi取正。4.平衡常數(shù)的測定與求算平衡常數(shù)的測定與求算采用各種有效的實驗方法，直接或間接測定反應系統(tǒng)平衡時的組成，進而推算平衡常數(shù)，這是測定平衡常數(shù)的基本出發(fā)點，但對于具體反應，采用何種實驗方法有效，要做具體分析。依據(jù)熱力學原理求算化學反應的平衡常數(shù)，首先是算出反應的，然后?mrG?依據(jù)式求出。求算反應的常用下列方法：)exp(RTGKmr??????K

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

6、化學平衡的因素（1）濃度或分壓對平衡的影響在定溫下改變反應物、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；減少反應物或增加產(chǎn)物濃度或分壓，平衡將向著生成反應物的方向移動。（2）壓力對平衡的影響液相和復相反應，一般我們忽略壓力的影響。因此，在通常情況下，壓力對標準平衡常數(shù)不影響。對于△γ＞0的氣相反應來說，減小總壓力可使反應向產(chǎn)物增加的方向移動（對正反應有利）；對于△γ＜0的