第五章 化学平衡(06).pptVIP

引言－－本章内容的目的和解决的问题 内容：热力学第二定律对化学反应过程的应用 目的：（1）解决化学反应过程变化的方向与限度（即平衡）的判定 （2）化学反应达到限度（平衡）时的规律 举例说明： 　N2+3H2?2NH3 （1）在给定条件下，反应能否向右进行？进行的限度（即达到平衡）？ （2） 平衡规律： ａ.在给定条件下最多能产生多少产物？ 常用反应物的平衡转化率（α）或产物的平衡组成（ｙ）表示 c.Ｔ、Ｐ等条件变化对α和ｙ的影响。 基本要求 1. 摩尔反应Gibbs函数与化学反应亲和势 2.摩尔反应Gibbs函数与反应进度的关系，平衡条件 讨论： 3 化学反应的等温方程 结论： 1. 标准平衡常数 讨论 2. 含“纯凝聚态物质＋理想气体”的化学反应 3. 相关化学反应标准平衡常数之间的关系 4.标准平衡常数K? 的测定 5.平衡组成的计算 5.平衡组成的计算 温度一定时，化学平衡的计算主要归纳为： 　　　Kθ－α－yB的计算． 这是化学平衡计算的基础，要熟练掌握． 6.其它的平衡常数 例题 例题（续） 例题（续） 理想气体化学平衡小结 理想气体化学平衡小结 理想气体化学平衡小结 理想气体模型及其平衡规律的重要性 例题 例题 例题 例题 例题 本章主要内容 本章主要内容 本章主要内容 本章主要内容 解 解 解 解 §5.7 混合物和溶液中的化学平衡 Question:如何方便地求出其它温度下的K ?(T)？ 在第二章和第三章中已学过： ? } ? } ? K ?(298K) 1. 范特霍夫方程 Vant’ Hoff 等压方程的热力学推导 Gibbs-Helmholtz方程 1. 范特霍夫方程 Van’t Hoff 方程 1. 范特霍夫方程－－讨论 (1)对吸热反应,?rH m? ?0， dlnK ?/dT ?0，说明T ?,K ? ?； （2）对放热反应， ? rH m? ?0， dlnK ?/dT? 0，说明T ?, K ? ?； (3) ? rH m? =0, dlnK ?/dT =0, K ? 与T无关 2.?rHm?为定值时van’t Hoff方程的积分式 当?rHm°可视为常数时（包括：温度变化范围较小），此时： 定积分： 不定积分： 解（1）： 解（2）： 解（3）： 3.?rHm?＝f(T)时van’t Hoff方程的积分式 包括: 温度变化范围很大； 或反应前后热容有明显变化(?rCp,m)； 或要求精确计算时。 3.?rHm?为温度的函数时van’t Hoff方程的积分式 见例题5.3.2 p227 §5-4 其它因素对理想气体化学平衡的影响 1. 压力对于平衡转化率的影响 不能改变K ? 但对于气体化学计量数代数和?B?B ? 0的反应，能改变其平衡转化率。 K ? =(p /p ?)??B Ky =(p /p ?)??B ?B yB?B 请看例5.4.1 2.惰性组分对平衡转化率的影响 若某惰性组分物质的量为n0 ,其余组分为nB , 总压为p,则有： 若?B?B ? 0， 加入惰性组分，分母增大，使Kn↑，nB(产)↓,转化率↓,故平衡向产物方向移动。 若?B?B ? 0， 加入惰性组分，Kn ↓, 故平衡向反应物方向移动。 加入惰性组分，相当于系统总压减少 。 请看例5.4.2 3. 反应物的摩尔比对平衡转化率的影响 对气相反应 a A + b B = y Y + z Z 若原料气中只有反应物，令原料气中反应物配比nB/nA=r，变化范围：0 r ?， 维持总压相同时，随r 的增加： A的转化率增加，B的转化率减少 r = nB/nA = b/a 时,产物在混合气中的平衡组成达到极大。 应用：(1)若原料A很贵， (2)若原料A不易分离或对后　　　续工序有害，都需尽可能提高A的转换率， 　　　则可通过提高反应物配比r来实现． *§5.5 同时反应平衡组成的计算 同时反应：反应系统中某些反应组分同时参加两个以上的反应。 例如：一定条件下，容器中进行甲烷转化，反应系统中发生如下反应： CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) (1) K1? CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) (2) K2? 组分H2O (g)、CO(g)、H2(g) 。 计算同时反应平衡系统组成须遵循的原则： (1)首先确定有几个独立反应(反应相互间没有线性组合关系)； 在以上三个反应中只有两个是独立的 (2)在同时平衡时，任一反应组分，无论同时参加几个反应，其浓度(或分压)只有一个，它同时满足该组分所参与的各反应的平衡常数关系式； 计算同时反应平衡系统组成须遵循的