07第五章化学平衡课件.ppt

例1 例2 例5.2.3 例4 例6 例8 例5.27 §5-6 真实气体反应的化学平衡 真实气体化学势表示式为 实例1: 合成 NH3 反应： N2 (g) ＋3H2 (g) ＝2NH3 (g) Σ?B＜0, 若含有惰性组分，则ΣnB增大, 使反应左移, 不利于NH3的生成, 故在生产中需不断去除反应系统中存在的CH4等惰性气体，以使平衡向生成NH3(g)方向移动. 实例2: 乙苯脱氢生产苯乙烯 ： C6H5C2H5(g)＝C6H5C2H3(g)＋H2(g) Σ?B＞0, 则ΣnB增大, 使反应右移, 对生成苯乙烯有利, 故生产中常加入水蒸气, 以提高苯乙烯的平衡收率. 这种方法比采用负压法安全. 工业上用乙苯脱氢制苯乙烯 C6H5C2H5(g) =C6H5C2H3(g)+H2(g) 如反应在900K下进行, 其K? =1.51. 试分别计算在下述情况下, 乙苯的平衡转化率: (1)反应压力为100kPa时; (2)反应压力为10kPa时; (3)反应压力为101.325kPa, 且加入水蒸气使原料气中水与乙苯蒸气 的物质的量之比为10:1时. C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g) 平衡nB/mol 1－? ? ? ?nB/mol = 1 + ? C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g), H2O(g) 原始nB/mol 1 0 0 10 平衡nB/mol 1 － ? ? ? 10 ?nB/mol=11+? 因为是恒温恒容， pV＝ΣnBRT ， 所以添加惰性气体KΘ不变， Kn也不变. 即恒温恒容下，添加惰性气体对平衡转化率没有影响. (∵ pB=nBRT/V , 即分压未变 ) （2）恒温恒容下添加惰性气体： 对理想气体或低压气体反应 对气体反应 aA(g)＋bB(g) = lL(g)＋mM(g) 可以证明当 nB: nA = b: a 时, 平衡反应进度 ? eq 最大; 平衡混合物中产物 L 或 M 的摩尔分数 y(L) 或 y(M) 也最高. 3. 反应物配比对平衡转化率的影响 实际生产中, 通常采用nB/nA=b/a ； 但若要提高原料气中贵重物质A的转化率, 可适当提高B的比例. 今日思考 对任一恒温、恒容理想气体气相反应，惰性组分的加入对反应物的转化率α有无影响？ 已知反应 ： 2NO(g) + O2(g) ==== 2NO2(g) 为放热反应，当反应达平衡后，若分别采取： ① 增大压力； ② 减小NO分压； ③ 升高温度； ④ 等温等压下加入惰性组分；⑤ 等温等容下加入惰性组分； 平衡是否被破坏？如被破坏，平衡向何方移动？ 代入平衡条件式 真实气体的K?或Kf ?也仅是温度的函数. * 2NO2(g, 红棕色) = N2O4(g, 无色) 在冰水中混合气体颜色变淡 引 言 用热力学原理, 研究化学反应的平衡问题, 亦即化学反应系统变化的方向和限度问题. 判断化学反应可能性的核心问题, 就是找出化学平衡时温度, 压力和组成之间的关系. 化学平衡的热力学原理, 为实际生产中寻找最佳的反应工艺条件以提高产率提供理论依据. 热力学处理平衡问题时不涉及变化的时间和速率, 实践时应结合化学动力学的研究才能有全面的认识. 2NO2(棕色)=N2O4(无色) N2O4 + 2NO =2N2O3(s,蓝色) (液氮中, ?100.1 ℃) 说明: 上下为同一样品, 含有少量一氧化氮, 低温下产生蓝色固体三氧化二氮. §5-1 化学反应的等温方程 §5-2 理想气体化学反应的标准平衡常数 §5-3 温度对标准平衡常数的影响 §5-4 其它因素对理想气体化学平衡的影响 §5-6 真实气体反应的化学平衡 第五章 化学平衡 小结 §5-