化学平衡中标准态怎么是298k

A. 化学平衡

1.化学反应等温方程式

对任意化学反应dD+eE+…→gG+hH+…,吉布斯自由能的变化为

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这就是化学反应等温方程式。式中:Q_f 称为“逸度商”,可以通过各物质的逸度求算;

(T)值也可以通过多种方法计算,从而可得Δ_rG_m的值。

当体系达到平衡,Δ_rG_m=0 ,则:

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称为热力学平衡常数,它仅是温度的函数。在数值上等于平衡时的“逸度商”,是量纲为1的量。因为它与标准化学势有关,所以又称为标准平衡常数。对于理想气体,化学反应等温式也可表示为

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即:

>Q_P,Δ_rG_m<0,反应向右自发进行;

<Q_P,Δ_rG_m>0,反应向左自发进行;

=Q_P,Δ_rG_m=0,反应达到平衡。

在实际应用中,会碰到一些经验平衡常数,如K_p、K_x、K_c、K_a 等,其定义分别为

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上面四式中:p、x、c、a分别表示压力、摩尔分数、体积摩尔浓度、活度。

例1 以黄铁矿和磁铁矿的平衡反应说明平衡常数的计算方法及其意义。列出化学反应方程式,配平方程,加入流体相。由参考文献查得25℃(298K)和 223℃(500K)时各相的

如下(赵伦山等,1988):

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(1)计算298K时的平衡常数

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为一高的正值,说明在25℃(

)时反应强烈地向左进行,黄铁矿被氧化为磁铁矿。将

值代入化学反应等温方程式求出平衡常数:

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由于

,因此,反应进行的方向受O₂和S₂分压控制。地表条件下

=0.21×10⁵Pa,代入上式求得:

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计算结果表明,在地表25℃及

=0.21×10⁵Pa条件下反应(3-30)强烈地向左进行,黄铁矿是不稳定的 (磁铁矿也应进一步被氧化)。因为根据平衡常数计算在该条件下为保持磁铁矿-黄铁矿平衡共生,要求

=5×10²¹Pa,这在地表是不可能出现的条件。

(2)计算 500K时反应 (3-30)的平衡常数

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求平衡常数:

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用同样方法计算下列反应在223℃时的

:

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表明磁铁矿和镜铁矿的平衡反应只受

控制,在223℃时二者平衡共生时的

=3.54×10^-32 Pa。

对反应:

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将以上三个反应(3-30～3-32)联系起来,把后两个反应的平衡

和

代入磁铁矿-黄铁矿反应中有

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由此得出结论:镜铁矿-磁铁矿和磁黄铁矿-黄铁矿四个矿物不可能同时平衡共生。但是在热液矿脉(223℃)中磁铁矿-黄铁矿的平衡共生是可能的,其形成条件是:

=3.54×10^-32Pa,

>5.25×10^-11Pa,反应(3-32)向右进行,或

<3.54×10^-32Pa,

=5.25×10^-11Pa,反应(3-31)向左进行。需要按计算结果提高

或减小

,即按计算的平衡逸度数值提高

,这时根据式(3-32),磁黄铁矿不能出现,可能形成黄铁矿-磁铁矿组合含有镜铁矿;或者按平衡逸度值降低

,则据式(3-31)镜铁矿不出现,形成黄铁矿-磁铁矿组合,含有磁黄铁矿。因此,平衡常数的计算有助于解释矿物共生组合各相和推断其形成条件。

2.温度对平衡常数的影响

温度对平衡常数的影响,可以通过Van't Hoff公式看出,其微分式为

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对于吸热反应,

>0,升高温度,

增加,对正反应有利;对于放热反应,

<0,升高温度,

降低,对正反应不利,对逆反应有利。若温度区间不大,

可视为常数,定积分为

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这公式常用来从已知一个温度下的平衡常数计算另一温度下的平衡常数。若

值与温度有关,则将其关系式直接代入微分式进行积分。

例2 形成硅灰石的化学反应如下:

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(1)从自由能判据判断标准状态下298K时反应进行的方向

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所以标准压力下,温度为298K时,反应自发向左进行。

(2)计算标准状态下298K时化学反应的平衡常数

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(3)计算标准状态下 500K时化学反应的平衡常数

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假定

不随温度变化,由式(3-34)得

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(4)估算标准状态下形成硅灰石所需要的最低温度

假定

和

不随温度而变化,则由

得

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(5)计算二氧化碳的逸度与体系温度的关系,绘制ln(

)～T相图由式 (3-34)得

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因为

,所以可得

=18.966-

,绘制的

～T相图见图3-1。由图中可明显看出在标准态压力下,该反应的转化温度近似为550K。

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—二氧化碳的逸度;

—标准态压力(0.1MPa);T—温度;CaCO₃—方解石;SiO₂—磷石英;]]

3—硅灰石;CO₂—二氧化碳

3.压力对平衡常数的影响

对于理想气体反应dD+eE+…→gG+hH+…,p_B=c_BRT,

=

,

=

(T)=

,所以

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即

仅是温度的函数,压力对它没有影响。同理,

也仅是温度的函数,压力对它也没有影响。但是对于K_x ,得

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由上式可以看出K_x与压力有关,如果

<0,气体分子数减少,加压后反应正向进行,反之亦然。验证了Le chatelier原理:增加压力,反应向气相体积减小的方向进行。

对于复相 (凝聚相+气相)反应,因为压力对凝聚相的体积影响较小,所以一般情况下只考虑气相,式 (3-36)仍然成立。对于只有凝聚相的反应,若凝聚相彼此都处于纯态,则

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例3 以金刚石和石墨的转化为例,已知C(金刚石)和C(石墨)在298.15K时的

分别为2.87kJ·mol^-1和0kJ·mol^-1。在298.15K和标准压力(0.1MPa)时二者的密度分别为3.513×10³ kg·m^-3和2.260×10³ kg·m^-3。

(1)在298.15K和标准压力下,石墨与金刚石哪一个稳定?

(2)在298.15K时需要多大的压力才能使石墨转变为金刚石?

解:(1)C (石墨)= C (金刚石)

(298.15K)=2.87kJ·mol^-1,这说明常温常压下石墨稳定。]]

=-ΔV_m

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令ΔG_m(P)<0,则解得P>1.52×10⁹Pa,约为 15000 大气压。这说明在常温高压下,石墨可以转变为金刚石 (图3-2)。

图3-2 常温下石墨-金刚石的转化压力

ΔG_m—石墨转化为金刚石的自由能变化;T—温度;P—压力

B. 热化学标准状态是指系统压力为100kpa温度为298k时物质的状态对吗

状态函数中热力学能U及焓H和吉布斯自由能G等热力学函数的绝对值是无法确定的。为了便于比较不同状态时它们的相对值，需要规定一个状态作为比较的标准。

对具体系统而言，纯理想气体的标准态是该气体处于标准压力p(101kPa)下的状态；混合理想气体的标准态是指任一气体组分的分压力为p的状态；纯液体（或纯固体）物质的标准态是标准压力p下的纯液体（或纯固体）。溶液中溶质的标准态，是在指定温度T和标准压力p，质量摩尔浓度1 mol/kg的状态。因压力对液体和固体的体积影响恒很小，故可将溶质的标准态浓度改用c=1 mol/L代替。

应当注意的是，由于标准态只规定了压力p，而没有指定温度，所以与温度有关的状态函数的标准状态应注明温度。为了便于比较，国际理论和应用化学联合会（IUPAC）推荐选择273.15 K（0℃）作为参考温度。需要注意的是，在1982年以前，IUPAC曾经采用101.325kPa作为标准状态的压力。从手册或专着查阅热力学数据时，应注意其规定的标准状态，以免造成数据误用。

C. 化学平衡的问题

嗯，事实上，你所提的问题是化学反应的两个大方面：化学动力学（平衡）和化学热力学（吸热，放热，熵增，熵减）。通过吉布斯-亥姆霍兹方程△G=△H-T△S 。H指反应中的热量，T温度，S是熵，和-△G=RTlnK，就可以把动力学和热力学联系在一起讨论，不过这个属于大学范畴，目前高中只要知道如下就行
我们所计算的K值，在数值上反映出反应物变产物在理论上的最高转化率，反应才会停止（达到平衡），并不能用来判断反应进行的反向。以上属于动力学范畴。
而只有自由能（就是高中所说的吸热，放热），才是用来判断反应系统中各物质均处于标准态时反应的方向，用来判断标态下反应能否发生。不能用来判断反应进行到什么时候停止。（例如，提升温度，反应向放热的方向进行）以上属于热力学范畴。
所以对上面的解释是，K值很大，说明在此状态下的理论产率可以很高（动力学），但是我们知道，合成氨的反应是吸热反应，需要很高的温度，题目所说的25摄氏度（298k）温度太低，反应向右边的趋势十分小（就是很难向右边进行，热力学），所以反应很难进行.
所以，不矛盾。
这样解释明白吗？高中指要求你能理解就可以了，考试的时候特别是高考是几乎没有出过类似问题的，我是过来人，清楚，多用点时间在别的知识点上吧

D. 图片中那两个化学方程式括号里的s和g是什么意思还有298k又是什么意思

s指固态；g指气态；298K是指温度为298K(25℃)

E. 298k的平衡常数和298k的标准平衡常数一样么

不一样。298k的平衡常数和298k的标准平衡常数不一样。化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不考虑反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数。

F. 化学平衡常数(Kc、Kp、Ksp、Ka、Kb 、Kw)及其表达式

Kc是平衡浓度；Kp是平衡压强。这两个化学平衡常数是没有表达式的；

Ksp是沉淀溶解平衡常数，表达式即为等于离子浓度幂的乘积。例如Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-] ;

Ka是酸的电离平衡常数，表达式：Ka(HAc)=[H+][Ac-]/[HAc] ；

Kb是碱的电离平衡常数，表达式：Kb（OHAc）=[OH-]/[OHAc]；

Kw是水的离子积常数，表达式：Kw=[H+][OH-] 。

(6)化学平衡中标准态怎么是298k扩展阅读：

在书写平衡常数表达式时，要注意以下问题：

1、在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。

2、在反应中，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，所以就不用写固体的浓度。

3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方法有关。同一个化学反响，因为书写的方法不同，各反响物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。可是这些平衡常数可以彼此换算。

4、平衡常数大，说明生成物的平衡浓度较大，反应物的平衡浓度相对较小，即表明反应进行得较完全。

5、一般认为K>10^5反应较完全（即不可逆反应），K<10^(-5)反应很难进行（即不反应）。

G. 化学平衡常数(Kc、Kp、Ksp、Ka、Kb 、Kw)及其表达式

Kc是平衡浓度、Kp是平衡压强，这个指平衡时的状况，没有一般表达式
Ksp是沉淀溶解平衡常数，等于离子浓度幂的乘积，例如Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]
Ksp[Fe(OH)3]=[Fe3+]*([OH-]^3)
Ka是酸的电离平衡常数Ka(HAc)=[H+][Ac-]/[HAc]
Kb是碱的电离平衡常数，算法与酸类似
Kw是水的离子积常数，Kw=[H+][OH-]
298K，101kPa条件下Kw=1.0*10^(-14)

H. 无机化学中标准状态和标准态有何不同

无机化学热力学里，标准状态指的是：温度298k（25摄氏度），一个标准大气压（101325pa）。 理想状态是假想出来的，实际不可能存在的状态，理想状态是指气体分子之间没有相互作用的引力或斥力，也就是说气体的内能（标准的说法是“热力学能”）只有分子动能而没有分子势能，理想状态下，气体的热力学能只与温度有关，温度越高，热力学能越大。