8 化学反应平衡
8.1 化学反应平衡基础
8.2 化学反应平衡常数
8.1 化学反应平衡基础化学反应的计量关系和反应进度
44332211 AAAA
∣ υi∣ 为化学计量系数 stoichiometric coefficient
υi为化学计量数 stoichiometric number
反应物的 υi取负值，生成物的 υi取正值考虑下列化学反应
nN2 = -1,nH2 = -3,nNH3 = 2
反应进行时，各物质量的变化 dni与 ni的比值都相等。
2 2 332N H N H?
nnn
d
dndndn
NH
NH
H
H
N
N
3
3
2
2
2
2
ioi nn 时0?

n
o
i
n
n
i ddn
i
io
n iioi nn
dni与 ni的普遍关系为
n ddn ii?
为反应进度
nn oiioi n)n(nn
iiooi nnnn nn n
n
o
iioi
i n
n
n
ny
例 8-1 一系统发生下列反应各物质的初始含量为 1molCH4,2molH2O,1molCO和
5molH2 。求 ni和 yi对?的函数关系式。
解
4 2 23C H H O C O H
23111
95121


i
ioo nn
nn
22 OHn
1COn
352Hn
n iioi nn
14CHn
n
n
o
iioi
i n
n
n
ny
29
1
4?

CHy
29
2
2?

OHy
29
1

COy
29
35
2?

Hy
如果系统中有 N个组分，同时有 r个独立反应发生
υi,j为第 j个反应中 i组分的化学计量数
N,,,inn r
j
jj,iioi?21
1

n
N,,,iddn r
j
jj,ii?21
1

n
j
r
j
N
i
j,i
N
i
r
j
jj,i
N
i
io nnn?n?n



1 1
0
1 11
定义?
N
i
j,ij
1
nn

r
j
jjonn
1
n
r
j
jjo
r
j
jj,iio
i
n
n
y
1
1
n
n
i
j
CH4 H2O CO CO2 H2 υj
1 -1 -1 1 0 3 2
2 -1 -2 0 1 4 2
N,,,inn r
j
jj,iioi?21
1

n
21 252OHn
1COn
21 432Hn
2134CHn
22COn
800053ioo nn
21
1
228n
r
j
jjonn
21
21
228
3
4



CHy
21
21
228
25
2



OHy
21
1
228

COy
21
2
2282

COy
21
21
228
43
2



Hy
8.2 化学反应平衡常数
（ 1） 化学反应平衡准则
0

P,T
)nG(
（ 2）标准自由焓变化与平衡常数
i ii dndT)nS(dP)nV()nG(d
i iiP,T dn)nG(d
n? ddn ii
n i iiP,T d)nG(d
单个反应
0)nG(
P,Ti
ii


n
平衡时标准状态
– 纯组分 i
– 体系温度
– 使用者规定的相态
– 使用者规定的压力 (通常 100kPa)
ioii a?lnRTG
n n i ioiiii i 0a?lnRTG
nn
i
o
ii iii
RT
Ga?ln
化学反应的平衡常数,
RT
Ga?ln oii i
i i
i? n n
n n
i i
o
ii i ia?
RT
Ge x pK
n i oiio GG
（ 3）平衡常数的计算
RT
GKln oii i
i
n
（ 4）温度对平衡常数的影响如果将?Ho当作常数
2
o
RT
H
dT
Klnd

1
o
1 T
1
T
1
R
H
K
Kln
K 与 T的关系