《工科化学》课件工科化学7章5-6

2023/10/111三、温度对化学平衡的影响

范特霍夫等压方程●复习吉布斯-亥姆霍兹方程(Gibbs-Helmholtzequation)(P163)●范特霍夫等压方程将吉-亥方程用于标准态下的化学反应代入，有此即范特霍夫等压方程（van’tHoff’sisobaricequation）2023/10/112●讨论吸、放热反应对Kф的定性影响

吸热反应，

rHmф>0，>0,Kф随温度升高而增大：升温利于正反应（吸热反应)

放热反应，

rHmф<0，<0，Kф随温度升高而减小：升温不利于正反应（放热反应）即：升高温度使平衡向吸热反应方向移动，降低温度使平衡向放热反应方向移动。且lnKф对T的变化率与正比，相同温度，，温度对Kф

影响大吸、放热反应对Kф的定量关系式将上式分离变量，积分2023/10/113

△rHmФ

可视为常数时定积分得意义：5个变量中知任意4个，余一个可求（多求K2Ф或△rHmФ

）不定积分

I：不定积分常数，可由某温度T下已知的和求得意义：作图法求反应焓变2023/10/114

△rHmФ

不能视为常数时(温度变化范围大，或需精确计算)须考虑与T的关系：代入基尔霍夫方程式（P118，式5.62）的关系积分，得=代入

得不定积分，得

式中，意义：求任意温度下的平衡常数2023/10/115

四、催化剂与化学平衡●概况催化剂能改变反应速率，但无法改变反应的始、终态。故不论使用催化剂与否，反应的标准吉布斯函数变相等●结论催化剂不会影响化学平衡状态●吕·查德里原理平衡移动原理(1884，吕·查德里（Le.Chatelier）当系统达到平衡后，若改变平衡状态任一条件（如浓度、压力、温度），平衡就向着能减弱(或抵消)其改变的方向移动2023/10/116第三节有关平衡常数的计算●计算原则由知，计算，即计算一、平衡常数的间接计算（一）根据已知反应的平衡常数计算相关未知反应的平衡常数●多重平衡规则

当几个反应式相加（或相减）得到另一反应式时，其平衡常数等于几个反应平衡常数的乘积（或商）●原因

G之间为加减关系●应用用已知反应的平衡常数，求得其他反应的平衡常数2023/10/117（1）（2）（3）因反应（1）+反应（2）=反应（3），所以又例2023/10/118（二）根据反应的△rGфm计算平衡常数●原理

任意温度T时△rGθm的计算

近似计算(P140，式6.66)2023/10/119例7.1计算下述反应在573.15K时的Kф，已知下列数据

物质-110.520-200.70197.56130.57239.729.1228.8243.892023/10/1110

解：[解题思路]：要计算573.15K时的Kф，需求出反应的

rGmф(573.15K)

计算反应的

计算298.15K时的2023/10/1111

计算573.15K时的2023/10/1112补充：（三）利用范特霍夫等压方程计算●原理当△rHmФ

可视为常数时2023/10/1113例：已知下列反应解：反应可由上两方程式相减获得由可知，本反应△rHmФ>0,反应吸热2023/10/1114二、平衡组成的计算（直接计算平衡常数的方法）●平衡转化率

反应达平衡后，某反应物转化为生成物的百分数例7.2密闭容器内装入CO和水蒸气，在973K下使两种气体进行下列反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

若开始时两气体的分压均为8080kPa，达平衡时已知有50%的CO转化为CO2。（1）计算9723K下的Kф。（2）在原平衡系统中通入水蒸气，使水蒸气的分压在瞬间达到8080kPa，通过计算判断平衡移动的方向。（3）欲使上述水煤气变换反应有90%CO转化为CO2，问水煤气变换原料比应为多少？2023/10/1115解：（1）起始分压/kPa8080808000分压变化/kPa-8080

50%-8080

50%8080

50%8080

50%平衡分压/kPa4040404040404040(2)由于，可判断平衡向正反应方向移动2023/10/1116（3）欲使CO的转化率达到90%，设起始=xkPa，

=ykPa

CO(g)

+

H2O(g)＝CO2(g)

+

H2(g)起始分压/kPax

y00平衡分压/kPax-0.90x

y-0.90x