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 无菌均质器平衡时总物质的量

0.116,试求该温度下当系统的平衡总压为20 00kPa时N2O4(g)的平衡转化率。   解:设起始时N2O4(g)的物质的量为1mol,平衡转化率为 α。 N2O4(g)2NO2(g)   起始时物质的量/mol 1 0   平衡时物质的量/mol1 α2α   无菌均质器平衡时总物质的量/moln总=1α+2α=1+α 1α2α   平衡分压/kPa1+α ·p总 1+α ·p总  第四节 化学反应限度———化学平衡31 K砓= [p(NO2)/p砓]2 [p(N2O4)/p砓] [(2α/(1+α))(p总 /p砓)]2= [(1α)/(1+α)](p总 /p砓) =0.1 116 则 α=0.12=12%   例17 在容积为10.0 00dm3的容器中装有等物质的量的PCl(g)和Cl(g)。已知在 32 523K发生以下反应: PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) 达平衡时,PCl5(g)=10 00kPa,K砓=0.57。求:   (1)开始装入的PCl(g)和Cl(g)的物质的量; 32   (2)Cl(g)的平衡转化率。 2   解:(1)设PCl(g)和Cl(g)的起始分压为xkPa 32 PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)  

 

 起始分压/kPa x x 0   平衡分压/kPax10 00x10010 00 [p(PCl)/p砓] 砓5 K= [p(Cl)/p砓][p(PCl)/p砓] 23 0.57= 100/100 [(x100)/100]2x=232   则PCl(g)和Cl(g)的起始分压为232kPa。 32   已知n(PCl)=n(Cl),由此可求PCl(g)和Cl(g)的原始加入的物质的量: 3232 n(PCl)=n(Cl)= p(PCl)V(PCl)         323RT3 232×103Pa×10.00×103m3= 8.314Pa·m3·mol1·K1×532K=0.534mol   (2) α(Cl)= n转化(Cl2) ×100%= p转 化(Cl2) ×100% 2n起始(Cl2)p起 始(Cl2) 100 = 232×10 00%=43.1% 四、平衡常数与标准摩尔吉布斯自由能变的关系   从式(136)可知,在恒温恒压不做非体积功条件下化学反应方向判据为: ΔG<0   正向反应自发 rm ΔG=0平衡态 rm ΔG>0逆向反应自发 rm 32第一章 化学反应的基本规律    从范特霍夫等温式可得出恒温恒压、任意状态下的 ΔG计算公式(141): rm ΔrGm=ΔrG砓

 

m+RTlnJ   根据化学反应方向判据,当反应达到化学平衡时,反应的 ΔG=0,此时反 应方程式中任何物质B的浓度或分压均为平衡态的浓度或分压。所以,此时反 rm 砓砓 应商J即等于其平衡常数K,J=K,所以 砓 0=ΔrG砓 m+RTlnK(149) 砓 ΔrG砓 m=RTlnK(150) 式(149)和式(150)即为化学反应的标准平衡常数与化学反应的标准摩尔 吉布斯函数变之间的关系式。因此,只要知道温度T时的 ΔG砓 m就可求得该反 r, 应在温度T时的标准平衡常数。ΔrG砓 m可查热力学函数表或根据 ΔrG砓 m(T)≈ ΔrH砓 m(298.15K)T ΔrS砓 m(298.15K)计算。所以,任一恒温恒压下的化学反应 的标准平衡常数均可通过式(149)或式(150)计算。 砓   从式(150)看出,在一定温度下,化学反应的 ΔrG砓 m值愈小,则K值愈大, 砓 反应就愈完全;反之,若 ΔG砓 m值愈大,则K值愈小,反应完成的程度愈小。因 此, ΔrG砓 m也可反映标准状态下化学反应进行的完全程度。   将式(150)代入式(141)可得: r 砓 ΔrG(T)=RTlnK+RTlnJ(151) m 式(151)和式(141)一样也称为化学反应等温式,简称反应等温式。它表明 砓 恒温恒压下,化学反应的摩尔吉布斯函数变 ΔrG砓 m与反应的标准平衡常数K及 化学反应的反应商J之间的关系。根据式(151)可得: 砓 ΔG(T)=RTlnKJ

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点击次数:  更新时间:2016-11-19 10:21:04  【打印此页】  【关闭