4物化化学平衡研究.ppt

Kn Kp· （ n总 p总 ） ∑?B 讨论： T不变，p总不变时，加入惰性组份 （1） ∑?B 0，加入惰性组份， （2） ∑?B＞ 0，加入惰性组份n总?， （3）∑?B ＜ 0，加入惰性组份n总?， 不影响平衡 Kn ?平衡向右移动 Kn ?平衡向左移动 第八节 自学 作业： P117 3，10，17，18, 19 （3）对：NH4HS s ?NH3 g +H2S g Ko pNH3 g pH2S g （po） 2 平衡时总压：p pNH3 g + p H2S g 为解离压力 （4）当有凝聚相参加反应时，平衡常数 表达式中 出现凝聚相 不 第四节、平衡常数的测定和平衡转化率 一、平衡常数的测定 （1）外界条件不变，各组分浓度不变 1. 化学平衡的确定： （2）从正、逆反应测定，结果相同 3 改变初始浓度，结果相同 2. 测定方法： 1 物理方法： 如：折射率、电导率、吸光度、电动势 优点：不干拢平衡，但需专用仪器 测出平衡时的物理量，导出物理量与组成的关系，进而计算平衡常数。 2 化学方法： 需避免对平衡的干扰：骤冷，稀释，撤催化剂 通过化学方法测定平衡组成，再计算平衡常数。 3 由?rG?m计算平衡常数: 二、平衡转化率的计算 转化率是以原料的消耗来衡量反应的限度；产率则以产品数量来衡量反应的限度。 例4，已知 C2H4 g +H2O g ?C2H5OH g , 在400K时Ko为0.1，若原料由1molC2H4 和1molH2O组成，计算在该温度及压力为 p 10po 时C2H4的转化率，并计算平衡体系中各物质的量的分数（气体看做理想气体） 解： C2H4 g +H2O g ?C2H5OH g 设C2H4转化了?mol 平衡时 1-? 1-? ? C2H4 g +H2O g ?C2H5OH g 平衡时 1-? 1-? ? 平衡后总物质的量n 2-? Ko Kx p/po ∑?B ? 2-? 1-? 2-? 10po/po -1 0.1 解得： ? 0.293mol n 1.707mol 1-? 2-? 例 求100kPa，800K时，正戊烷平衡转化率与异戊烷平衡产率： ∑?B 0 所以，Ko Kn Kp Kn p总/n总 ∑?B Ko KP· po – ?B ∑ 65.87% 61.2% K?p1 第五节 标准状态下反应的吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能 一、化学反应?rGmo的计算方法 1 由实验测定平衡常数计算： ?rG?m – RTlnK? 2 电化学方法 ?rGmo -nFE0 3 由 ?rGmo ?rHmo - T ?rSmo 求 ?fHmo ?rHmo Smo ?rSmo 例 298K时，甲醇脱氢反应： CH3OH g ?HCHO g +H2 g ?fH? -200.66 -108.57 0 S?m 239.81 218.77 130.684 则 ?rG?m ?rH?m–T?rS?m 59.40 kJ?mol-1 ?rH?m 92.09 kJ?mol-1 ?rS?m 109.644 J?K-1?mol-1 常温下反应不能正向进行 讨论：?rG?m ?rH?m–T?rS?m ?rH?m：放热有利于反应 ?rS?m：增大有利于反应 2 转折温度 1 ?rG?m取决与二个因素 ： 当?rH?m，?rS?m都为正或都为负（同号）时，必有一个 使?rG?m 0 的温度，称转折温度 估算转折温度： 例 甲醇脱氢 840K（567?C） （工业上应用600?C） 解 因为 3 1 – 2 ? ?rG?m 3 ?rG?m 1 – ?rG?m 2 –137.2 kJ 4 间接计算反应的吉布斯能变化 赫斯定律 5 由标准生成吉布斯能计算 ?fG?m：标准压力下，由稳定单质生成1mol化合物的Gibbs能变化 298.15K时的?fG?m可查表获得 标准摩尔生成吉布斯能?fG?m： 标准压力（p p?）下，任何稳定单质 的生成Gibbs能为0 由?fG?m求化学反应?rG?m： aA + dD gG + hH 例 判断苯?苯胺反应可能性 1 先硝化，再还原 C6H5 l + HNO3 aq H2O l + C6H5NO2 l ?fG?m 124.45 – 80.71 – 237.13 146.2 C6H5NO2 l + 3H2 g 2H2O + C6H5NH2 l ?fG?m 146.2 0 –237.13