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文檔簡介
1條件(2):移動條件(1):平衡態(tài)(1)改變T,p或加入惰性組分§3-6各種因素對化學平衡的影響平衡態(tài)(2)呂查德里(LeChatelier)原理:如果對平衡系統(tǒng)進行干擾,平衡便會向削弱干擾的方向移動。2T↑K
(T)↑平衡向右移動若ΔrHm
(T)>0,(即吸熱反應)一、溫度的影響T↓K
(T)↑平衡向右移動若ΔrHm
(T)<0,(即放熱反應)3二、濃度的影響向平衡系統(tǒng)中添加反應物組分的量或減少產(chǎn)物組分的量,均使平衡向正方向移動。ΔrGm(T)=-RTlnK
(T)+RTlnJ
(T)向平衡系統(tǒng)中添加反應物組分的量,J
(T)<K
(T)
,ΔrGm(T)<0,則反應的方向向右。減少產(chǎn)物組分的量J
(T)
<K
(T),即ΔrGm(T)<0,則反應的方向向右。4因K
=f(T),所以p對K
無影響,但對平衡移動有影響(可能會改變平衡的組成)。三、壓力的影響1、對純凝聚系統(tǒng)的反應,壓力p
對Gibbs函數(shù)的影響甚小,壓力變化不大時,G
的變化極小,故化學平衡不發(fā)生明顯的移動。2、對于有理想氣體參加的反應,壓力p
對理想氣體的化學勢的影響不容忽視,壓力的改變會引起化學平衡的移動。5代入pB=pxB,p為總壓=(I)(II)若
0,即反應氣體分子數(shù)增加,則p(II)
,而K
(T)不變。則(I)
,即產(chǎn)物在反應混合物中占的比例要下降,平衡移動方向為,對生成產(chǎn)物不利。其他情況自行討論。6四、惰性氣體的影響*惰性氣體系指在反應系統(tǒng)中不參加反應的氣體。它雖然不參加反應,但是能改變系統(tǒng)的組成或分壓,從而有可能使平衡發(fā)生移動。1、等溫等壓下加入惰性氣體,由組分的分壓pB必定改變,從而影響化學平衡。影響的規(guī)律同減少總壓力對反應平衡的影響。,nB包含惰性氣體的量72、等溫等容下加入惰性氣體,由pB=nBRT/V
知,改變惰性氣體的量不會改變組分的分壓
pB,因而不會影響平衡。8選擇:合成氨反應N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)達平衡后加入惰性氣體,且保持溫度、總壓不變(氣體為理想氣體),則()(1)n
N2減少,n
H2減少,n
NH3增加,K
不變(2)n
N2減少,n
H2減少,n
NH3增加,K
增加(3)n
N2,n
H2,n
NH3不變,K
不變(4)n
N2增加,n
H2增加,n
NH3減少,K
不變選(4)9已知FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s),反應的
rHm
為正,
rSm
為正(設
rHm
和
rSm
不隨溫度而變化),欲使反應正向進行,則一定(1)高溫有利(2)低溫有利(3)與溫度無關(guān)(4)與壓力有關(guān)
選(1)用10[例]反應Fe(s)+CO2(g)==FeO(s)+CO(g)的K
測量結(jié)果如下:T/K873107312731473
K
1.111.802.513.19求:(1)在873
K~1473
K范圍內(nèi)ΔrHm
;(2)求lgK
=f(T);(3)1337
K時的K
。11解(1)參數(shù)轉(zhuǎn)換
(1/T)×103K1.1500.9320.7850.679lgK
0.0450.2550.4000.504作圖如圖3-3T/K873107312731473
K
1.111.802.513.1912斜率m=-985K13△Hm
=-Rm=(985×2.303×8.3145)
J
mol-1=18.86kJ
mol-114以△Hm
=18.86
kJ
mol-1代入lgK
=-18860J
mol-1/(2.303RT)+1.17=-985/(T/K)+1.17(2)求lgK
=f(T)得B=0.045+(18860/2.303×8.3145×873)=1.17
15
(3)根據(jù)上式求1373K
時的
lgK
(1373K)=-983/1373+1.17=0.455所以K
=2.8516例題:一種制備甲醛的工業(yè)方法是使CH3OH與空氣的混合氣在823K下從銀催化劑上通過。此時銀漸漸失去其光澤,并有一部分成粉末。有人認為生成了Ag2O,你認為合理嗎?已知在298K~823K區(qū)間內(nèi),Cp,m(Ag)=25.35J
K-1
mol-1,Cp,m(Ag2O)=65.86J
K-1
mol-1,Cp,m(O2,g)=29.36J
K-1
mol-1.17解:本題是根據(jù)
rGm判斷化學反應方向的練習。反應2Ag(s)+?O2(g)=Ag2O(s)
BCp,m=(65.86-225.35-1/229.36)J
K-1
mol-1
=-3.56J
K-1
mol-1.18Ky(298K)=exp[11200/(8.314298)]=91.88利用算出Ky(298K).19再利用算出Ky(823K)算出Ky(823K)=0.018720J
>K
,故不能生成Ag2O。反應2Ag(s)+?O2(g)=Ag2O(s)21何時用估算?不需要精確計算時;不可能精確計算時(如查不到需要的數(shù)據(jù);遇到緊急情況,需要粗略估算數(shù)據(jù)為依據(jù)制定應急措施)估算結(jié)果必需基本滿足要求,否則必需進一步計算,例題估算出Ag2O的分解壓力在0.21py附近,則不能用此值判斷Ag2O在空氣中分解如何進一步計算?先估算未查到的數(shù)據(jù),再進行進一步計算.222.反應標準平衡常數(shù)K
的受溫度影響的大小與
有關(guān);其關(guān)系式為
。1.T溫度下,某溶液反應的焓變?yōu)?/p>
rHm,熵變?yōu)?/p>
rSm。同溫度在可逆電池中實現(xiàn)該反應時,反應熱為
;電功為
。Qr=T
rSm;Wr
=rGm=rHm-T
rSm。233.C6H5C2H5(g)=C6H5C2H3(g)+H2(g)已知K
(833.15K)=9.01810-2該等壓脫氫反應為吸熱過程,討論溫度對反應自發(fā)性及平衡轉(zhuǎn)化率的影響;討論等溫下系統(tǒng)總壓對平衡轉(zhuǎn)化率的影響,并計算833.15K下使轉(zhuǎn)化率達到68.6%(摩爾百分數(shù))時的系統(tǒng)總壓。24解:所以:溫度升高,
rGm減小,對自發(fā)有利。所以:溫度升高,K
增大,平衡轉(zhuǎn)化率提高。25(2)K
僅是溫度的函數(shù),等溫下改變總壓對K
無影響,而
B>0,p
,J
,反應正向移動,平衡轉(zhuǎn)化率提高。26反應
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