《天津大学物理化学课件第五章 化学平衡》.ppt

第五章 化学平衡;化学反应：A + B ?? C;§5.1　化学反应的方向及平衡条件 ;上式在恒T、p下两边同时除以d?，有：;2. 化学反应的平衡条件;§5.2　理想气体反应的等温方程及标准平衡常数 ;所以;;（2） 化学反应进行方向的判断;3. 相关化学反应标准平衡常数之间的关系 ;4. 有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应 ;平衡时?rGm = 0，有;例:碳酸钙的分解反应 ;;所以;因; 如何用热力学方法计算 的问题，实际上是如何用热力学方法计算 的问题， 归纳起来有三种。;（2）通过　　 来计算 ;无副反应时，产率 = 转化率 有副反应时，产率 ? 转化率;例1： NO2气体溶于水可生成硝酸。但NO2气体也很容易发生双聚，生成 　　 N2O4，N2O4亦可解离，生成NO2，二者之间存在如下平衡：;根据反应式进行物料衡算，设N2O4的起始量为1mol， ;当 p1 = 100 kPa时，解得 ?1 = 0.1874， ; 由该题可知： （1）降低压力有利于体积增加的反应，故? 变大，这与平衡移动原理是一致的； （2）对于平衡组成之间的计算，有多种方法可采用，一般尽量采用比较简单的方法。对于恒压反应，多数情况下采用第一种方法、即通过nB的变化进行物料衡算较简单；第二种方法即用压力进行物料衡算，对于像该题这样只有二种气体的反应也比较简单，但对于有三种以上气体的反应，计算较繁琐。(见下例);例2：煤炭化工中，为了将煤转化成有用的化工原料，常将煤在高温下 与水蒸气反应，生产合成原料气（CO + H2），例如：;该题如用分压进行物料衡算，步骤如下：;有些同学用一种类似恒容的方法进行物料衡算：;　　对于恒压反应，由于各组分分压之间的变化没有简单的定量关系，所以用分压来进行物料衡算实际要借助各组分的摩尔分数 yB，即 pB = yBp，计算较麻烦；而利用nB、? 来进行物料衡算，并利用Kn ~ K?的关系解题比较简单。 但对于恒容反应来说，则可直接利用 pB 来进行物料衡算。;例3：在体积为2 dm3 的恒容密闭容器中，于25 ℃下通入气体A，使p1= 53.33 kPa，此温度下A不发生反应，容器内无其它气体。现将系统加热至 300 ?C，A发生分解反应;根据平衡时的总压和A的起始压力，可算得平衡时 ;解得 ? = 0.756 ;§5.4　温度对标准平衡常数的影响 ;由该式可知： 0 时：吸热反应，T?，K? ?，升温对正反应有利； 0 时：放热反应，T?，K? ?，升温对正反应不利； ;不定积分式;此时有：;3. 随温度变化时 的计算 ;§5.5　其它因素对理想气体反应平衡移动的影响 ;温度一定， 　 一定;为什么利用Ky 的变化可以判断压力对反应平衡的移动的影响？ ;2. 惰性组分对平衡移动的影响;为什么利用Kn可以判断惰性气体对反应平衡移动的影响？ ;例：甲烷在500oC分解： CH4(g) == C(s) + 2H2(g) =5.56 kJ?mol-1 求： (1) =？ (2) p=1atm 和 0.5atm，不含惰性气体时，CH4 的? =？ (3) p=1atm，含50%惰性气体时，CH4的? =？ 解：(1);p=101.325 kPa时，? = 0.307 p= 50.663 kPa时， ? = 0.415 p?，有利于CH4的分解;3. 增加反应物的量对平衡移动的影响 ; 但在恒温、恒压条件下，增加某种反应物B的量却不一定总使平衡向右移动。;设反应物的起始摩尔比 r = nB/nA ，总压不变时，;*§ 5.6　同时反应平衡组成的计算 ;解：平衡时： NH4Cl(s) == NH3(g) + HCl(g) pNH3 pHCl NH4I (s) == NH3(g) + HI(g) pNH3 pHI 三种气体的分压应满足三个方程：;某一组分同时参加几个反应，平衡时分压只有一个;§ 5.7 真实气体反应的化学平衡 ;因;本章小结 本章主要介