第三章化學(xué)平衡思緒：將化學(xué)平衡作為突破口問題導(dǎo)引：[煉鐵高爐是否越高越好？]問題提出：在給定條件下怎樣判斷化學(xué)反應(yīng)進行方向和程度？1/21第三章化學(xué)平衡什么是化學(xué)平衡？所謂化學(xué)平衡是指在一定條件下（包含溫度、壓力和濃度等），當化學(xué)反應(yīng)正、逆兩個方向反應(yīng)速率相等時，所到達平衡狀態(tài)稱為化學(xué)平衡。2/21第三章化學(xué)平衡§3-1理想氣體化學(xué)平衡一、理想氣體反應(yīng)標準吉布斯能改變不妨設(shè)有一理想氣體反應(yīng)系統(tǒng)，在恒溫下進行：在恒溫下，則1mol理想氣體從時，其吉布斯自由能改變?yōu)椋?/21第三章化學(xué)平衡對上述混合氣體有：反應(yīng)前后系統(tǒng)吉布斯自由能改變：4/21第三章化學(xué)平衡不妨令則：當混合氣體中各氣體分壓均為標準大氣壓時，把稱為理想氣體反應(yīng)標準吉布斯自由能改變。5/21第三章化學(xué)平衡二、理想氣體反應(yīng)平衡常數(shù)到達平衡時：對于反應(yīng)則：不妨令理想氣體反應(yīng)標準平衡常數(shù)則：6/21第三章化學(xué)平衡或者：意義：能夠直接從已經(jīng)有熱力學(xué)數(shù)據(jù)進行化學(xué)平衡計算。7/21第三章化學(xué)平衡三、理想氣體反應(yīng)等溫方程式對于反應(yīng)即：不妨用表示任意分壓下壓強商，則：8/21第三章化學(xué)平衡——范特荷夫等溫方程式9/21第三章化學(xué)平衡范特荷夫等溫方程式應(yīng)用：（1）當時，，反應(yīng)自發(fā)從左往右進行；（2）當時，，反應(yīng)到達平衡；（3）當時，，反應(yīng)逆向進行。意義：能夠經(jīng)過控制反應(yīng)條件（溫度、組成、壓力）來改變和相對大小，使反應(yīng)朝預(yù)期方向進行。10/21第三章化學(xué)平衡經(jīng)典實例：[可控氣氛熱處理問題]鋼鐵在熱處理中被二氧化碳氧化反應(yīng)為：已知在830℃時反應(yīng)。問（1）當爐氣中CO和CO2體積分數(shù)分別為0.60和0.40時鋼鐵是否會被氧化？（2）當爐氣成份變?yōu)镃O和CO2體積分數(shù)分別為0.45和0.15，其余為N2時，鋼鐵是否還會被氧化？（設(shè)總壓為p）11/21第三章化學(xué)平衡解：對于反應(yīng)（1）當爐氣中CO和CO2體積分數(shù)分別為0.60和0.40時：反應(yīng)正向進行，鋼鐵會被氧化。（爐氣為氧化性氣氛）12/21第三章化學(xué)平衡對于反應(yīng)（2）當爐氣中CO和CO2體積分數(shù)分別為0.45和0.15時：反應(yīng)逆向進行，鋼鐵不會被氧化。（爐氣為還原性氣氛）13/21第三章化學(xué)平衡可控氣氛熱處理意義：（1）化學(xué)熱力學(xué)能準確預(yù)測熱處理氣氛，方便做到無氧化加熱；（2）適當使用惰性氣體，能夠降低有毒、易燃氣體產(chǎn)生，改進工作環(huán)境；（3）利用化學(xué)熱力學(xué)原理調(diào)控反應(yīng)氣氛，如改變爐內(nèi)氣體分壓或組成，使之符合，使反應(yīng)逆向進行。14/21第三章化學(xué)平衡§3-2標準平衡常數(shù)與溫度關(guān)系——范特荷夫等壓方程式問題提出：標準平衡常數(shù)只是溫度函數(shù)。通常由標準熱力學(xué)函數(shù)、、求得化學(xué)反應(yīng)及多是在298K下值。為了取得其它溫度下，就要找出標準平衡常數(shù)與溫度關(guān)系。15/21第三章化學(xué)平衡一、范特荷夫（）等壓方程式

依據(jù)吉布斯-亥姆赫茲（Gibbs-Helmholtz）方程在標準狀態(tài)下：又或——范特荷夫等壓方程式16/21第三章化學(xué)平衡范特荷夫等壓方程式：討論：（1）當化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)時，，則：隨溫度升高而減小；（2）當化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)時，，則：隨溫度升高而增大。17/21第三章化學(xué)平衡二、范特荷夫等壓方程應(yīng)用（一）溫度改變范圍不大時，可視為常數(shù)或經(jīng)典實例：書上P97例3-818/21第三章化學(xué)平衡（二）溫度改變區(qū)間很大時，要考慮與T關(guān)系依據(jù)基爾霍夫公式：又由和分別求出積分常數(shù)和I。19/21第三章化學(xué)平衡經(jīng)典實例：[鋼鐵氮化處理—滲氮問題]滲氮是在一定溫度和一定介質(zhì)中使氮原子滲透工件表層化學(xué)熱處理工藝。常見有液體滲氮、氣體滲氮和離子滲氮。傳統(tǒng)氣體滲氮是把工件放入密封容器中，通以流動氨氣并加熱、保溫較長時