生物化学精品教学（秦海峰）06章-化学平衡14.pptVIP

或由 及 ，根据 求得 又 将 T=298.15及 的值代入式(2.10.7) 得 再将T=298.15K及 的值代入式(3.7.15) 得 于是有 于是 §6.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响 条件(1) ： 平衡态(1) 条件(2) ： 平衡态(2) 改变T,P,或 加入惰性组分 移动 K ?(T）↑ T↑ 反应平衡向右移动 若ΔrHm ?(T）＞0,(即吸热反应) T↓ K ?(T）↑ 反应平衡向右移动 若ΔrHm ?(T）＜0,(即放热反应) 1.温度的影响 由式 可以看出，在定压下: 温度对平衡的影响是改变了 K ?(T） 2.压力的影响 因K ? ＝f(T),所以p对K ? 无影响，但对平衡移动有影响 对指定反应，T 一定时K ?(T)一定 把pB＝yBp 代入，得 由式 若Σ?B＞0 ,则 若Σ ?B ＜0 ,则 若Σ ?B ＝0 ,则 结论：增加压力有利于Σ ?B ＜0 的反应。 （即；增加压力使平衡向体积减少的方向移动） 例1 合成氨反应 在500K时，Kθ=0.2968,若反应物N2与H2符合化学计量比，试估算在500K，压力自100kPa到1000kPa时的平衡转化率α。可近似按理想气体计算。 解： 设反应前N2的物质的量为n0,H2的物质的量为3n0,平衡转化率为α。平衡时各物质的物质的量及摩尔分数如下： 平衡时nB n0(1-α) 3n0(1-α) 2αn0 平衡时yB 开始时nB n0 3n0 0 因 ，由 开平方，取正值， 得 令p分别等于100kPa至1000kPa范围内的某几个值求得相应的α列于下表。 P/kPa 100 250 500 750 1000 α 0.1505 0.2864 0.4156 0.4931 0.5462 本反应 Σ??B ＜0 , 故增大压力平衡转化率增高。 增大压力有利于的 反应 3.惰性气体存在的影响 将 代入上式， 惰性气体:反应系统中存在的不参与反应的气体。 ΣnB-包含惰性气体的反应系统所有气体的量的总和； yB-----混合气体中组分B的摩尔分数, 得 当T，p，一定时，分析上式: 增加惰性组分有利于的 反应 实例1: 合成 NH3 反应 N2＋3H2→2NH3 方法：不断去除反应系统中存在的不参加反应的气体CH4 .Ar 则 ↑，使反应左移，不利于NH3的生成 实例2: 乙苯脱氢生产苯乙烯 C6H5C2H5（g)→C6H5C2H3（g)＋H2（g) 使反应右移，对生成苯乙烯有利 ↑ 右移方法 1) 采取负压办法(不安全) 2) 加入H2O（g),使 ↑ 例2 用体积比为1：3的氮、氢混合气体，在500℃，30.4Mpa下，进行氨的合成 500℃时，Kθ=3.75×10-3。假设为理想气体反应，试估算下列两种情况下的平衡转化率，以及氨的含量。 （1）原料气只含有1：3的氮和氢； （2）原料气中除1：3的氮和氢外，还含有10%的惰性组分（7%甲烷、3%氢）。 解： （1）原料气只含N2与H2，且n(H2)/n(N2)=3时，上例已推导出转化率α与标准平衡常数Kθ及总压p的关系为 将题给温度下的的总压p=30.4Mpa代入，得 平衡时混合气中氨的摩尔分数为（参见上例题） 气体反应的经验平衡常数的表示法有： 2. 用摩尔分数表示的经验平衡常数 对于理想气体混合物 所以 与温度和压力有关 气体反应的经验平衡常数的表示法有： 3. 用物质的量表示的经验平衡常数 对于理想气体 仅是温度的函数 对于理想气体 对于液相和固相反应的经验平衡常数，由于标准态不同，故有不同的表示形式 对于液相反应，相应的经验平衡常数有 严格讲， 是温度压力的函数，但忽略压力对凝聚相反应的影响，近似将 看作是温度的函数 除 外，经验平衡常数的单位不一定是1 下标 m 表示反应进度为 1 mol 时的标准Gibbs自由能的变化值。显然，化学反应方程中计量系数呈倍数关系， 的值也呈倍数关系，而 值则呈指数的关系。 平衡常数与化学方程式的关系 例如： （1） （2） §6.4 复相化学平衡 有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复相化学反应。 什么叫复相化学反应？ 只考虑