化學熱力學與化學平衡一、基礎知識點1.焓與焓變（1）熱力學第一定律：（2）焓：熱力學把焓變：定義為焓例11g火箭燃料肼在氧氣中完全燃燒（等容），放熱20.7kJ（273.15K），求lmol肼在該溫度下完全燃燒的內能變化和等壓反應熱生成焓，熵，自由能標態（100kPa）和?。↘）下，由穩定單質生成lmol化合物（或不穩定態單質或其他形式）的焓變稱為該物質在T（K）時的標準生成焓標態下，1mol某物質的熵值叫做標準熵（（kJ/mol）））（J/mol標態（100kPa）和?。↘）下，由穩定單質生成1mol化合物（或不穩定態單質或其他形式）的自由能變化值稱為該物質在T（K）時的標準生成自由能G：吉布斯自由能G=H-TSGm<0反應右向自發進行；Gm=0反應達平衡;Gm>0反應左向自發進行化學平衡可逆反應：在同一條件下，既能向正反應方向又能向逆反應方向進行的反應。（kJ/mol）化學平衡：正逆反應速度相等時，體系所處的狀態稱為化學平衡。（1）建立平衡的前提：封閉體系、恒溫、可逆反應；（2）建立平衡的條件：正逆反應速度相等（動態平衡，體系并非處于靜止狀態）；（3）建立平衡的標志：各物質濃度不再隨時間改變。平衡狀態是封閉體系中可逆反應進行的最大限度；（4）化學平衡是有條件的平衡。外界因素：溫度、壓力、濃度、添加劑等。4.化學平衡常數（1）一切可逆反應：（2）對于含氣體的可逆反應：wheremol/LKC:（mol/L）n;Pa,atmKp:（Pa）n,（atm）nn=0時，KC,Kp無量綱（1）如果反應中有固體和純液體參加，它們的濃度不應寫在平衡關系式中,因為它們的濃度是固定不變的,化學平衡關系式中只包括氣態物質和溶液中各溶質的濃度。（2）稀溶液中進行的反應,如有水參加,水的濃度也不必寫在平衡關系式中（3）同一化學反應，可以用不同的化學反應方程式來表示，每個化學方程式都有自己的平衡常數關系式及相應的平衡常數。進行化學平衡的計算時必須寫出反應方程式和相應的平衡常數。（4）對于氣體反應，寫平衡常數關系式時，除可以用平衡時的（物質的量）濃度表示外，也可以用平衡時氣體的分壓來表示平衡常數意義（1）平衡常數的大小可以判斷反應進行的程度、估計反應的可逆性因為平衡狀態是反應進行的最大限度。（2）平衡常數表達式表明在一定溫度下體系達成平衡的條件。一定溫度下平衡常數不會改變。（3）rGmo=-RTlnKporGm=-RTlnKpo+RTlnQP多重平衡規則反應（3）=反應（1）+反應（2），則K3=K1K2反應（3）=反應（1）-反應（2），則K3=K1/K2例2.600K時，已知由CH3Cl和H20作用生成CH30H時，CH30H可繼續分解為（CH3）20,即下列平衡同時存在。CH3Cl（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+HCl（g）2CH3OH（g）=（CH3）2O（g）+H2O（g）已知在該溫度下Kpl=0.00154,Kp2=10.6。今以CH3Cl和H2O等量開始反應,求CH3Cl的轉化率？勒沙特列原理假如改變平衡系統的條件之一，如溫度、壓力或濃度，平衡就向減弱這個改變的方向移動。溫度對化學平衡的影響oK2rHoT2Tllno()RT2TlKl(l)rHo〈0,反應放熱,T,K;(2)rHo〉0,反應吸熱，T,K二、化學平衡綜合計算例3.化學反應2CuBr2()2CuBr()+Br2(g),487K的平衡常數可表示為Kp=p[Br2(g)]=0.0460atm?，F有容積為10.0L的容器，其中有過量的CuBr2()并加入0.100molI2(g)，因發生反應Br2(g)+I2(g)2BrI(g)而使平衡時氣體總壓p=0.746atm。求：(1)第二個反應的平衡常數。(2)再向體系中充入0.100molI2，則平衡時氣體總壓為多少？例4.1273K時H2O(g)通過紅熱的鐵生產H2,發生如下反應：Fe()+H2O(g)FeO()+H2(g)，反應的平衡常數Kp=1.49°(Kp是以各平衡混合氣體分壓表示的化學平衡常數)計算每生產1.00mol氫氣需通入水蒸氣的物質的量為多少？1273K時，若反應體系中只有0.30mol的鐵并通入1.0mol水蒸氣與其反應，試計算反應后各組分的物質的量。反應后體系是否處于平衡狀態，為什么？1273K時，當1.00mol水蒸氣與0.80mol鐵接觸時，最后各組分的物質的量是多少？例5在773K時，將0.1molH2和0.2molC02通入抽空的瓶中，發生如下的反應：(1)H2(g)+C02(g)二H20(g)+C0(g)平衡后的總壓力為50.66kPa,經分析其中水蒸汽的摩爾分數為10%，今在容器中加入過量的CoO()和Co()，在容器中又增加了如下的平衡：(2)CoO()+H2(g)=Co()+H2O(g)(3)CoO()+CO(g)=Co()+CO2(g)經分析此時容器中水蒸汽的摩爾分數為30%，試計算K1、K2和K3。例6PCl5的分解作用為:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)在523.2K、101.325KPa下反應到達平衡后，測得平衡混合物的密度為2.695103kg?m-3，試計算(1)PC15的離解度(2)該反應的Kpo(3)該反應的rGmo例7.在一個抽真空的密閉容器內，放有無水FeS04和0.095mol硫磺,通入純氧氣，把體系加熱，使他們發生化學反應，在恒定101325Pa及927K下長時間保持平衡。經分析，該條件下平衡氣相中含氧氣的物質的量為0.05mol，殘渣中并未發現殘存的硫。試通過計算說明在該