化學(xué)平衡分享資料

1、2021-11-12第十三講第十三講2021-11-12一、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)導(dǎo)言一、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)導(dǎo)言 二、化學(xué)平衡的熱力學(xué)二、化學(xué)平衡的熱力學(xué)特征特征和動(dòng)力學(xué)特征和動(dòng)力學(xué)特征三、三、vanHoff 等溫方程式和反應(yīng)的平衡常數(shù)等溫方程式和反應(yīng)的平衡常數(shù)四、影響化學(xué)平衡的因素四、影響化學(xué)平衡的因素五、幾種典型化學(xué)平衡的計(jì)算實(shí)例五、幾種典型化學(xué)平衡的計(jì)算實(shí)例 主要內(nèi)容主要內(nèi)容2021-11-12（1）化學(xué)熱力學(xué)：判斷變化的可能性1 1物理化學(xué)的兩個(gè)主要研究領(lǐng)域解決的問(wèn)題物理化學(xué)的兩個(gè)主要研究領(lǐng)域解決的問(wèn)題)(OH2)(O)(2H222lggrm,()0T pG反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行化學(xué)變化的方向化學(xué)變化的方向

2、反應(yīng)反應(yīng)能達(dá)到的最大限度能達(dá)到的最大限度外界條件對(duì)平衡的影響外界條件對(duì)平衡的影響t0 0一化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)導(dǎo)言一化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)導(dǎo)言 2021-11-12化學(xué)反應(yīng)的速率化學(xué)反應(yīng)的速率溫度、壓力、催化劑、溶劑和光照等外界溫度、壓力、催化劑、溶劑和光照等外界因素對(duì)反應(yīng)速率的影響因素對(duì)反應(yīng)速率的影響反應(yīng)的機(jī)理反應(yīng)的機(jī)理（2）化學(xué)動(dòng)力學(xué)：將可能性變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)性)(OH2)(O)(2H222lgg2021-11-12用以描述用以描述體系體系狀態(tài)的物理量稱為狀態(tài)的物理量稱為“狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)” 狀態(tài)函數(shù)是體系的單值函數(shù)狀態(tài)函數(shù)是體系的單值函數(shù) 其數(shù)值僅取決于體系所處的狀態(tài)，與體系其數(shù)值僅取決于體系所處的狀態(tài)，與體

3、系 的的歷史無(wú)關(guān)。歷史無(wú)關(guān)。 狀態(tài)函數(shù)的改變狀態(tài)函數(shù)的改變 狀態(tài)函數(shù)的改變狀態(tài)函數(shù)的改變僅取決于體系的始態(tài)和終態(tài)，僅取決于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變化的途徑無(wú)關(guān)。與變化的途徑無(wú)關(guān)。某一狀態(tài)函數(shù)改變值等于該某一狀態(tài)函數(shù)改變值等于該狀態(tài)函數(shù)的終態(tài)值減去始態(tài)值。狀態(tài)函數(shù)的終態(tài)值減去始態(tài)值。 2 2狀態(tài)函數(shù)和狀態(tài)函數(shù)的改變狀態(tài)函數(shù)和狀態(tài)函數(shù)的改變2021-11-12異途同歸，值變相等；異途同歸，值變相等；周而復(fù)始，數(shù)值還原。周而復(fù)始，數(shù)值還原。狀態(tài)函數(shù)的特性：狀態(tài)函數(shù)的特性：X=X2 2- -X1 1X1X212X=X1 1- -X1 1=0=021X12021-11-12h2h1 h = h2 - h1

4、h2021-11-12A(F)：亥姆霍茲自由能：亥姆霍茲自由能 A = U - TSH：焓：焓 H = U + pVU：熱力學(xué)能：熱力學(xué)能 (內(nèi)能內(nèi)能) U = Q + WS：熵：熵G：吉布斯自由能：吉布斯自由能 G = H - TS環(huán)環(huán)TQdSR 2021-11-12 化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式是用以表示一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)的變化關(guān)系的定量方程式。 一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式有無(wú)數(shù)個(gè)。3 3化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式)(OH)(O)(H222lgg)(OH)(O21)(H222lgg)(OH4)(O2)(4H222lgg)(OH2)(O)(2H222lgg2021-11-12)(OH2)(O

5、)(2H222lgg)O(2H-OH20222222(-1)O(-2)HOH24化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式的通式表示化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式的通式表示2021-11-12n B有量綱，為有量綱，為: mol: mol物質(zhì)物質(zhì)B/molB/mol反應(yīng)反應(yīng)B為反應(yīng)物，n B取負(fù)值，B為生成物，n B取正值。引入n B為任一組分B的化學(xué)計(jì)量系數(shù)222(-1)O(-2)HOH20ninninbbbbaaaa1211212021-11-12222(-1)O(-2)HOH20BBBnB0BBn化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式的通式化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式的通式2021-11-125反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度BB0Bn反應(yīng)進(jìn)度的定義：BBn 20世紀(jì)

6、初比利時(shí)的Dekonder提出反應(yīng)進(jìn)度 2021-11-12)(OH2)(O)(2H222lgg 8mol 0 0 20 4mol 8mol 1終態(tài)始態(tài))(OH 8mol)(O 4mol)(H 8mol222lgg反應(yīng)得到了反應(yīng)消耗了反應(yīng)消耗了2021-11-1221 ,22,2222HHHHHHnnn反應(yīng)反應(yīng)molmolmolOmolOnOOO41)40(22222反應(yīng)反應(yīng)molmolOmolHOmolHnnnOHOHOHOHOHOH42)08(2221 ,22,2222反應(yīng)反應(yīng)molmolmolHmolH42)80(22)(OH2)(O)(2H222lgg 8mol 0 0 20 4mol

7、 8mol 1終態(tài)始態(tài)BBn2021-11-12引入反應(yīng)進(jìn)度的優(yōu)點(diǎn)： 在反應(yīng)進(jìn)行到任意時(shí)刻，可以用任一反應(yīng)物或生成物來(lái)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，所得的值都是相同的。注意:221122HClHClHCl2ClH22反應(yīng)進(jìn)度必須與化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程相對(duì)應(yīng)。例如:當(dāng) 都等于1 mol 時(shí)，兩個(gè)方程所發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量顯然不同。BBn2021-11-12二化學(xué)平衡的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征二化學(xué)平衡的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征1、化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物種的濃度維持不變、化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物種的濃度維持不變Bct無(wú)凈變化無(wú)凈變化cR 反應(yīng)物反應(yīng)物cP 生成物生成物teq2021-11-122、動(dòng)力學(xué)特征、動(dòng)力學(xué)特征 達(dá)

8、到平衡時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率是相等的。達(dá)到平衡時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率是相等的。tr 正正r 逆逆rteq二化學(xué)平衡的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征二化學(xué)平衡的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征2021-11-12rm,()0T pG反應(yīng)自發(fā)地向右進(jìn)行rm,()0T pG反應(yīng)自發(fā)地向左進(jìn)行，不可能自發(fā)向右進(jìn)行rm,()0T pG反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)正逆方向上反應(yīng)的速率相等。此時(shí)正逆方向上反應(yīng)的速率相等。 前提條件是：等溫、等壓、不做非體積功前提條件是：等溫、等壓、不做非體積功3、 G判據(jù)判據(jù)二化學(xué)平衡的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征二化學(xué)平衡的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征2021-11-121、vant Hoff 等溫方程式

9、等溫方程式三三vant Hoff 等溫方程式和反應(yīng)的平衡常數(shù)等溫方程式和反應(yīng)的平衡常數(shù)amrmrQRTGGlnBBBn0?mrG2021-11-12化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)摩爾摩爾吉布斯自由能吉布斯自由能( (改改) )變變mrG只是溫度的函數(shù)只是溫度的函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，表示物種標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，表示物種B B處于處于 下下p1105 Pa101325 Pa標(biāo)準(zhǔn)態(tài)沒(méi)有規(guī)定溫度的大小標(biāo)準(zhǔn)態(tài)沒(méi)有規(guī)定溫度的大小一個(gè)溫度對(duì)應(yīng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)一個(gè)溫度對(duì)應(yīng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)amrmrQRTGGlnmrGprmG2021-11-12反應(yīng)物和生成物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)反應(yīng)進(jìn)度為1 mol吉布斯自由能反應(yīng)（reaction）反應(yīng)溫度化學(xué)反應(yīng)化學(xué)

10、反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)摩爾摩爾吉布斯自由能吉布斯自由能變變 (298.15K) mrGmrG變化變化rmGamrmrQRTGGln2021-11-123 1 BBBBcaccmol dm：活度因子，為 溶溶液液中中的的物物種種5 10 , BBBBBBpfapppPaf ：逸度因子, 為 為逸度 對(duì)對(duì)于于氣氣體體Ba2021-11-12 BaaBBQQan為活度商aQ activityBa 為物種B的活度（）例如：例如：222211421142() ()() () () ()() ()ClMnaClHClMnHClaaQaaaaaa2222( )4()2()()( )2H O( )MnO sHaqCla

11、qMnaqClglamrmrQRTGGln2021-11-122、化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù) 它僅與溫度有關(guān)，且為無(wú)量綱的純數(shù)。它僅與溫度有關(guān)，且為無(wú)量綱的純數(shù)。amrmrQRTGGln2021-11-122242() ()() ()ClMneqeqClHeqeqpccpcccc2222( )4()2()()( )2H O( )MnO sHaqClaqMnaqClgl 1BamrmrQRTGGln2021-11-12)(0pgBBBnpmrmrQRTGGln對(duì)理想氣體反應(yīng)：對(duì)理想氣體反應(yīng)： 3、理想氣體反應(yīng)的平衡常數(shù)、理想氣體反應(yīng)的平衡常數(shù) vant Hoff 等溫方程式：等溫方程

12、式： 2021-11-12pQBBBpppQn為壓力商為壓力商它為無(wú)量綱的純數(shù)它為無(wú)量綱的純數(shù)2021-11-12paQQ?pBBBBaBBBBQppaQppppaBBnn1Bpg，對(duì)于2021-11-12理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程p V = n R Tp 壓強(qiáng)（壓強(qiáng)（Pa）V 體積（體積（m3）n 物質(zhì)的量（物質(zhì)的量（mol）T 溫度（溫度（K）R 氣體常數(shù)（氣體常數(shù)（R=8.314JK -1mol -1）2021-11-12pmrmrQRTGGlnBBBpppQn2021-11-124、反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)、反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)Gibbs自由能變化自由能變化2021-11-12BBeqBpppKn,為反應(yīng)的

13、標(biāo)準(zhǔn)壓力平衡常數(shù)，為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力平衡常數(shù)，又稱標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。又稱標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。pKpK1、僅與溫度有關(guān)，與壓力無(wú)關(guān)。、僅與溫度有關(guān)，與壓力無(wú)關(guān)。2、無(wú)量綱的純數(shù)。、無(wú)量綱的純數(shù)。 2021-11-12)(OH2)(O)(2H222lgg例如：例如：22211()()pHOQppppBBpBpQpn,BB eqpBpKpn22,211()()pHeqO eqKpppp2021-11-12pKmrGpQ , 則則 0, 反應(yīng)可正向自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)可正向自發(fā)進(jìn)行;= , 則則 = 0, 反應(yīng)處于平衡狀態(tài)反應(yīng)處于平衡狀態(tài);若：若： 0, 反應(yīng)可逆向自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)可逆向自發(fā)進(jìn)行.pKmrGpQpKmrGpQ

14、 & ppQK2021-11-12 在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1 mol化合物時(shí)化合物時(shí)吉布斯自由能的變化值，稱為該化合物的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的變化值，稱為該化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能。摩爾生成吉布斯自由能。為為標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能)(BGmf),OH(2lGGmfmrrmG2021-11-12GHTSBmcBBH)(nBmfBmrBHH)(n= = 反應(yīng)物的鍵焓總和反應(yīng)物的鍵焓總和 生成物的鍵焓總和生成物的鍵焓總和BmBmrBSS)(n（物質(zhì)（物質(zhì)B B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓）（物質(zhì)（物質(zhì)B B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓

15、）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓）rmG2021-11-12EF = 96500 Cmol-1z的量綱：的量綱：mol電子電子/mol反應(yīng)反應(yīng)rmG例例1 12021-11-125、各種平衡常數(shù)及其相互之間的關(guān)系、各種平衡常數(shù)及其相互之間的關(guān)系)(0pgBBBnpKpK對(duì)理想氣體反應(yīng)對(duì)理想氣體反應(yīng) (1) 壓力平衡常數(shù)壓力平衡常數(shù) 和和BBeqBpppKn,它僅與溫度有關(guān)，且為無(wú)量綱的純數(shù)。它僅與溫度有關(guān)，且為無(wú)量綱的純數(shù)。2021-11-12BBeqBppKn,BBeqBpppKn,BBeqBBBppnn1,BBpn1pK & ppKK2021-11-12BBpppKKn10BBnpK可見(jiàn)，當(dāng)可見(jiàn)

16、，當(dāng)時(shí)，時(shí)，是一個(gè)有量綱的物理量，是一個(gè)有量綱的物理量，且僅與溫度有關(guān)。且僅與溫度有關(guān)。 & ppKK2021-11-12(2)物質(zhì)的量濃度平衡常數(shù) 和BBeqBcccKn,cKcKRTcVRTnpBBBBBBBBBBcBBeqBBBeqBBeqBppRTcKpRTcccpRTcppKnnnnnn,2021-11-12BBcppRTcKKncK可見(jiàn)，可見(jiàn)，僅與溫度有關(guān)，僅與溫度有關(guān)，且為無(wú)量綱的純數(shù)。且為無(wú)量綱的純數(shù)。 & cpKK2021-11-12BBcppRTKKncK是一個(gè)有量綱的物理量，且僅與溫度是一個(gè)有量綱的物理量，且僅與溫度有關(guān)。有關(guān)。0BBn可見(jiàn)，當(dāng)可見(jiàn)，當(dāng)時(shí)，

17、時(shí)，BBeqBccKn, & cpKK2021-11-12(3)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)平衡常數(shù)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)平衡常數(shù)yKBBeqByyKn,BBypppKKn可見(jiàn)，可見(jiàn)，yK是一個(gè)無(wú)量綱的物理量，是一個(gè)無(wú)量綱的物理量，且與溫度、壓力有關(guān)。且與溫度、壓力有關(guān)。pypnnyBBBB，總2021-11-12(4)物質(zhì)的量平衡常數(shù)物質(zhì)的量平衡常數(shù)nKBBeqBnnKn,BBnppnpKKn總nK是一個(gè)有量綱的物理量，是一個(gè)有量綱的物理量，且與溫度、壓力和總物質(zhì)的量有關(guān)。且與溫度、壓力和總物質(zhì)的量有關(guān)。0BBn可見(jiàn)，當(dāng)可見(jiàn)，當(dāng)時(shí)，時(shí)，pnnpypBBB總2021-11-12四影響化學(xué)平衡的因素四影響化學(xué)平衡

18、的因素勒沙特列原理勒沙特列原理 如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件( (如濃度如濃度、溫度、壓力等、溫度、壓力等) )，平衡就向能夠減弱這種改，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。變的方向移動(dòng)。2021-11-121、溫度的影響、溫度的影響2lnRTHdTKdmrp定積分式：定積分式：mrH為常數(shù)時(shí)，有：為常數(shù)時(shí)，有：習(xí)題習(xí)題4 42021-11-12caxyCRTHKmrplnRHmrpKlnT/11、溫度的影響、溫度的影響不定積分式：不定積分式：2021-11-12RHamrT/1pKln0mrH0mrH0mrH放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)1、溫度的影響、溫度的影響2021-

19、11-12，放熱反應(yīng)對(duì)于0mrHT/1pKlnpKT平衡右移平衡右移平衡向放熱平衡向放熱方向移動(dòng)方向移動(dòng)T/1pKln0mrH1、溫度的影響、溫度的影響2021-11-122、壓力的影響、壓力的影響B(tài)B0nBBppKKypn（p為反應(yīng)體系的總壓）為反應(yīng)體系的總壓）不變pKp平衡左移平衡左移反應(yīng)后氣體分子數(shù)的增大反應(yīng)后氣體分子數(shù)的增大BBppnyK平衡向氣體分子數(shù)減平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)小的方向移動(dòng)2021-11-123、惰性氣體的影響、惰性氣體的影響B(tài)BpnpKKnpn總p為反應(yīng)體系的總壓，為反應(yīng)體系的總壓，n總總為反應(yīng)體系的總的物質(zhì)的量為反應(yīng)體系的總的物質(zhì)的量(1)(1)總壓力不變下

20、，加入惰性氣體總壓力不變下，加入惰性氣體 (2)(2)總體積不變下，加入惰性氣體總體積不變下，加入惰性氣體2021-11-12(1)(1)總壓力不變下，加入惰性氣體總壓力不變下，加入惰性氣體 等同于降壓效應(yīng)等同于降壓效應(yīng)BB0n不變pK平衡左移平衡左移( (反應(yīng)后氣體的分子數(shù)減小反應(yīng)后氣體的分子數(shù)減小) )nK平衡向氣體分子數(shù)平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)增大的方向移動(dòng)BBpnpKKnpn總BBpnpn總p p不變，不變，n n總總3、惰性氣體的影響、惰性氣體的影響2021-11-12平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng)(2)(2)總體積不變下，加入惰性氣體總體積不變下，加入惰性氣體 常數(shù)總VRTnpBBpn

21、pKKnpn總不變nK3、惰性氣體的影響、惰性氣體的影響2021-11-12謝謝 謝謝 大大 家家! !2021-11-12五幾種典型化學(xué)平衡的計(jì)算實(shí)例五幾種典型化學(xué)平衡的計(jì)算實(shí)例【例題例題1】 在在298K下，下面反應(yīng)的下，下面反應(yīng)的 依次為：依次為：C8H18(g)+25/2O2(g) 8CO2(g)+9H2O(l) = -5512.4 kJmol-1C(石墨石墨)+ O2(g) CO2 (g) = -393.5 kJmol-1H2 (g) +1/2O2 (g) H2O (l) = -285.8 kJmol-1正辛烷、氫氣和石墨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵分別為：正辛烷、氫氣和石墨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵分別為：46

22、3.7 、 130.6、 5.694 JK-1mol-1。1理想氣體反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率等理想氣體反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率等3 ,mrH2,mrH 1,mrH mrH 2021-11-12設(shè)正辛烷和氫氣為理想氣體，問(wèn)：設(shè)正辛烷和氫氣為理想氣體，問(wèn)：（1）298K下，由單質(zhì)生成下，由單質(zhì)生成1摩爾正辛烷的反應(yīng)的摩爾正辛烷的反應(yīng)的平衡常數(shù)平衡常數(shù) 是多少？給出計(jì)算過(guò)程。是多少？給出計(jì)算過(guò)程。pKBmcBmrBHH)(nBmBmrBSS)(n返回返回典型實(shí)例典型實(shí)例2021-11-12（2）增加壓力對(duì)提高正辛烷的產(chǎn)率是否有利？）增加壓力對(duì)提高正辛烷的產(chǎn)率是否有利？為什么？為什么？（3）升高溫度對(duì)提高產(chǎn)率是否有利

23、？為什么？）升高溫度對(duì)提高產(chǎn)率是否有利？為什么？（4）若在）若在298 K及及101.325 kPa下進(jìn)行，平衡氣相下進(jìn)行，平衡氣相混合物中正辛烷的摩爾分?jǐn)?shù)能否降到混合物中正辛烷的摩爾分?jǐn)?shù)能否降到0.1?（5）若希望正辛烷在平衡氣相混合物中的摩爾）若希望正辛烷在平衡氣相混合物中的摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)到分?jǐn)?shù)達(dá)到0.5，則在，則在298 K時(shí)，需要多大的壓力時(shí)，需要多大的壓力才行才行?給出計(jì)算過(guò)程。給出計(jì)算過(guò)程。典型實(shí)例典型實(shí)例2021-11-12【例題例題2】 在在298K下，下，Mg(OH)2(s)在水中也發(fā)生電離：在水中也發(fā)生電離：Mg(OH)2(s)=Mg2+(aq) + 2OH(aq)其平衡常數(shù)其

24、平衡常數(shù) =1.21011，試計(jì)算：，試計(jì)算：（1）Mg(OH)2(s)飽和溶液中飽和溶液中Mg2+的濃度，該溶的濃度，該溶液能否使酚酞溶液變紅？液能否使酚酞溶液變紅？（2）已知）已知 =1.01033，那么，那么Al(OH)3(s)飽和溶液中飽和溶液中Al3+的濃度是多少？的濃度是多少？2酸堿反應(yīng)的酸堿平衡常數(shù)與酸堿強(qiáng)度的定性關(guān)系酸堿反應(yīng)的酸堿平衡常數(shù)與酸堿強(qiáng)度的定性關(guān)系)()()(222OHcMgcOHMgKsp)(3OHAlKsp典型實(shí)例典型實(shí)例2021-11-12【例題例題3】 難溶化合物的飽和溶液存在溶解平衡。在一定溫度難溶化合物的飽和溶液存在溶解平衡。在一定溫度下，難溶化合物的飽和

25、溶液的離子濃度的乘積為一常數(shù)，這下，難溶化合物的飽和溶液的離子濃度的乘積為一常數(shù)，這個(gè)常數(shù)用個(gè)常數(shù)用Ksp表示。已知：表示。已知： 1.810-10， 1.910-12?，F(xiàn)有現(xiàn)有0.001molL1 AgNO3溶液滴定溶液滴定0.001molL1 KCl和和0.001molL1 K2CrO4的混合溶液，試通過(guò)計(jì)算回答：的混合溶液，試通過(guò)計(jì)算回答：(1) Cl和和CrO4 2-中哪種離子先沉淀？中哪種離子先沉淀？(2) 當(dāng)當(dāng)CrO42以以Ag2CrO4形式沉淀時(shí)，溶液中形式沉淀時(shí)，溶液中Cl的濃度是多少？的濃度是多少？Cl-和和CrO42-能否達(dá)到有效分離？（設(shè)當(dāng)一種離子開(kāi)始沉淀，能否達(dá)到有效分

26、離？（設(shè)當(dāng)一種離子開(kāi)始沉淀，另一種離子濃度另一種離子濃度105 molL1時(shí)，則認(rèn)為能有效分離）時(shí)，則認(rèn)為能有效分離）3難溶鹽的溶度積難溶鹽的溶度積)()()(ClcAgcAgClKsp)()()(24242CrOcAgcCrOAgKsp典型實(shí)例典型實(shí)例2021-11-124國(guó)際競(jìng)賽理論真題國(guó)際競(jìng)賽理論真題典型實(shí)例典型實(shí)例第第46屆國(guó)際化學(xué)奧賽第屆國(guó)際化學(xué)奧賽第2題題：Dininitrogen tetroxide forms an equilibrium mixture with nitrogen dioxide:N2O4(g) 2NO2(g) 1.00 mole of N2O4 was pu

27、t into an empty vessel with a fixed volume of 24.44 dm3. The equilibrium gas pressure at 298 K was found to be 1.190 bar. When heated to 348 K, the gas pressure increased to its equilibrium value of 1.886 bar.2021-11-124國(guó)際競(jìng)賽真題國(guó)際競(jìng)賽真題典型實(shí)例典型實(shí)例1b. Calculate H0 and S0 of the reaction, assuming that they

28、do not change significantly with temperature.N2O4(g) 2NO2(g)開(kāi)始開(kāi)始/mol 1 0平衡平衡/mol 1-x 2x 解：解：(1a)ntotal,eq = 1 - x + 2x = 1 + xptotal,eq = pini(1 + x)1a. Calculate G0 of the reaction at 298 K, assuming the gases are ideal.2021-11-124國(guó)際競(jìng)賽真題國(guó)際競(jìng)賽真題典型實(shí)例典型實(shí)例N2O4(g) 2NO2(g)開(kāi)始開(kāi)始/mol 1 0平衡平衡/mol 1-x 2x 解：解：(

29、1a)5298,101 (1.190)(24.44)110001.174 (mol) 8.3145 298Ktotal eqpVnRT1.174 = 1 + xx = 0.174 (mol)2021-11-124國(guó)際競(jìng)賽真題國(guó)際競(jìng)賽真題典型實(shí)例典型實(shí)例N2O4(g) 2NO2(g)開(kāi)始開(kāi)始/mol 1 0平衡平衡/mol 1-x 2x 解：解：(1a)G0 at 298 KAt equilibrium: 2411 0.1741.1900.837 bar11 0.174N Ototalxppx222 0.1741.1900.353 bar110.174NOtotalxppx2021-11-124

30、國(guó)際競(jìng)賽真題國(guó)際競(jìng)賽真題典型實(shí)例典型實(shí)例N2O4(g) 2NO2(g)開(kāi)始開(kāi)始/mol 1 0平衡平衡/mol 1-x 2x 解：解：(1a)224220.3531(298)0.14890.8371NOpN OppKKppG0 at 298 KAt equilibrium: At 298 K,01(298 )ln8.3145 298 ln(0.1489)4719 ()pGKRTKJ mol -14.72 (kJ mol )2021-11-124國(guó)際競(jìng)賽真題國(guó)際競(jìng)賽真題典型實(shí)例典型實(shí)例N2O4(g) 2NO2(g)開(kāi)始開(kāi)始/mol 1 0平衡平衡/mol 1-x 2x 解：解：(1b)At 348 K,3484.0897K0-14.07 (kJ mol )G 方法一：方法一：4.073484.72298HSHS ( )GTHT S 1110.176 ()57.2 () SkJ molKHkJ mol2021-11-124國(guó)際競(jìng)賽真題國(guó)際競(jìng)賽真題典型實(shí)例典型實(shí)例解：解：(1b)方法二：方法二：4.7257.2298 S110.176 ()SkJ molK N2O4(g) 2NO2(g)0(348 )11ln(298 )298348ppKKH