工程热力学(沈维道_童钧耕主编)第四版-全书完整课件.ppt

各气体的分压力 平衡常数 理想气体物系，当物系温度T一定时，平衡常数不变。据上式：压力增大，离解度必减小，化学平衡向右移动，使物质的量减小的自左向右的反应更趋向完全。 Δn = -1 2. 物质的量增大的反应 平衡时混合物中参与化学反应的气体有： 2(1-?) mol CO、 ? mol O2。气态混合物总共物质的量为(2-?) mol。 以?表示CO的离解度 2 ? mol CO离解 2(1-?) mol CO 2 ? mol C ? mol O2 平衡时气态混合物总物质的量为(2-?) 组成气体的分压力 Δn 1 3. 物质的量不变的反应 Δn 1的反应，物系的温度T不变，Kc、Kp不变，若压力增大，则离解度?必增大（ ? 1）化学平衡向左移动，即自右向左的离解反应更趋向完全。 同样推导可得 Δn = 0的反应，当物系的温度T不变（平衡常数不变）时，压力对离解度不发生影响，当压力变化时，离解度不变，化学平衡不发生移动。 Δn = 0 三、 温度对化学平衡的影响 例如,CO的燃烧反应 合成热 离解热 物系的温度变化时，平衡常数就发生变化，平衡也发生移动 ，温度愈高，燃烧产物往往离解愈多，即吸热的离解反应加强，平衡向左移动，燃烧不完全损失愈大： 3 000 ℃时CO2的离解度高达75％； 2 000 ℃时CO2的离解度约为10％； 1 000 ℃时CO2的离解度很小，可忽略不计。 列-查德里原理—处于平衡状态下的物系受到外界条件改变的影响（如外界压力、温度发生变化，使物系的压力、温度也随着变化），则平衡位置就会发生移动，移动的方向总是朝着削弱这些外来作用的影响。 四、平衡移动原理（列-查德里原理） 根据压力和温度对化学平衡的影响以及对平衡的其它研究，可以得到如下的普遍规律： 例A4942661 * * 第十三章 化学热力学基础 Introduction of chemical therdynamics 13-1 概述 13-2 热力学第一定律在化学反应系统的应用 13-3 绝热理论燃烧温度 13-4 化学平衡与平衡常数 13-5 离解与离解度，平衡移动原理 13-6 化学反应方向判据及平衡条件 许多能源、动力、化工、环保及人体和生物体内的热、质传递和能量转换过程都涉及到化学反应问题，因此现代工程热力学也包括了化学热力学的一些基本原理。 13-1 概 述 一、化学反应系统 与物理反应系统 研究化学反应过程的能量转换也需选择系统，也可把它们分成闭口系、开口系等，除了系统中包含有化学反应，其它概念与以前章节中的一样。 简单可压缩系的物理变化过程，确定系统平衡状态的独立状态参数数只有两个； 发生化学反应的物系，参与反应的物质的成分或浓度也可变化，故确定其平衡状态往往需要两个以上的独立参数，因而化学反应过程可以在定温定压及定温定容等条件下进行。 2. 反应热和功 1. 独立的状态参数 ▲反应热(heat of reaction)——化学反应中物系与外界交换 的热量。向外界放出热量的反应过程称放热反应，吸热为 正；从外界吸热的反应为吸热反应，放热为负。 式中的系数是根据质量守衡按反应前后原子数不变确定，称为 化学计量系数—stoichiometric coefficients 例 ： 氢气燃烧生成水的反应是放热反应 乙炔的生成反应是吸热反应： 反应热是过程量，不仅与反应物系的初、终态有关，而且与系统经历的过程有关。 ▲功 总功 有用功，不计体积功 体积功，无法利用 系统对外作功为正，外界对系统作功为负 3. 热力学能 化学反应物系热力学能变化包括化学内能（也称化学能） 4. 物质的量 化学反应物系物质的量可能增大、减小或者保持不变。 不是质量 反应物系中与外界交换的功包含体积变化功、电功及对磁力以及其它性质的力作功： 二、可逆过程和不可逆过程 在完成某含有化学反应的过程后，当使过程沿相反方向进行时，能够使物系和外界完全恢复到原来状态，不留下任何变化的理想过程就是可逆过程。 一切含有化学反应的实际过程都是不可逆的，可逆过程是一种理想的极限。少数特殊条件下的化学反应，如蓄电池的放电和充电，接近可逆，而象燃烧反应则是强烈的不可逆过程。 化学反应过程中，若正向反应能作出有用功，则在逆向反应中必须由外界对反应物系作功。可逆时正向反应作出的有用功与逆向反应时所需加入的功绝对值相同，符号相反。可逆正向反应作出的有用功最大，其逆向反应时所需输入的有用功的绝对值最小。 PEMFC Working