范特霍夫等温方程

发布网友发布时间：2022-05-01 20:47

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热心网友时间：2022-06-23 03:50

化学反应等温式（1）反应进度对于化学反应：反应前各物质的量： nA,0 nB,0 nG,0 nH,0t 时刻各物质的量： nA nB nG nH t时刻的反应进度ξ定义为：， νi — 物质i的计量系数。对于产物ν取正值；对于反应物ν取负值。注意：①对于同一化学反应，ξ的量值与反应计量方程的写法有关，但与选取参与反应的物质无关。②ξ的量纲为mol。恒温恒压条件下，当反应进度由ξ变化到(ξ+ dξ)时，反应体系自由焓的变化为：又：，故：则： “ ”或“ ”为单位反应的自由焓差，称反应自由焓，其单位为“J.mol-1”。（2）平衡常数化学平衡：在一定条件下，反应进行到一定程度后，反应物和产物的浓度不随时间改变时体系所达到的状态。特点：动态平衡注意：只有可逆化学反应才有化学平衡。 1、平衡常数的导出设某一理想气体的化学反应为：平衡时：（∑νiμi）产物＝（∑νiμi）反应物即：又：故有：（）+（） =（）+（）得：其中当温度一定时：（常数）令：，或、 — 平衡常数，或“标准平衡常数”。 — 平衡时第i种气体的分压。则： 2、Kp的意义 Kp大，反应进行完全 Kp 是化学反应进行程度的标志： Kp小，反应进行不完全注意： Kp = f（T）（2）平衡常数的其它表示方法1、K c对于理想气体： V — 反应气体的总体积得：令：，有：，注意： K c = f（T） 2、K y 对于反应体系中的第i种气体：Pi = yiP有：令：则：，注意：① K y = f（T，P）② K P = K c(R T)△n = K yP△n当△n = 0，有 K P = K c = K y③ 上述平衡常数表达式对于多相化学反应也适用，只是在平衡常数中不必写出固体或液体的饱和蒸气压。（3）范特霍夫（Van't Hoff）等温方程1、K P 与Q P 设有理想气体反应（未达平衡）为： — 任意选择或指定的分压，不是平衡分压。 = = [( )+( )] -[( )+( )] = ( ) + = + 令： = , 又则： = + （范特霍夫等温方程）注意：① 与的意义不同。② 与的意义不同，称“分压比”或“压力商”。 2、反应方向的判断对于恒温恒压只做体积功的过程：＜ 0 自发过程△G T,P ＝ 0 可逆过程＞ 0 反自发过程对于化学反应（恒温恒定外压只做体积功）：Q P ＜ K P ，△rG m ＜ 0 ，正反应自发进行Q P ＝ K P ，△rG m ＝ 0 ，反应达到平衡 Q P ＞ K P ，△rG m ＞ 0 ，逆反应自发进行注意：对于多相化学反应范特霍夫等温方程也适用，只是固、液相在K P、Q P中不出现。§5.2 温度对平衡常数的影响—范特霍夫等压方程，则：又：（吉布斯-亥姆霍兹方程）故：（范特霍夫等压方程）对于理想气体反应，K P ≠ f（P），有：＞ 0（吸热反应），T → 高，K P → 大，利于正反应进行。＜ 0（放热反应），T → 高，K P → 小，不利于正反应进行。若温度变化范围不大，可视为常数，则：不定积分得：（常数）化为：（常数）将对作图可得一直线，由直线的斜率可求在此温度范围内的平均标准反应热。定积分得：对于等容化学反应： §5.3 其它因素对平衡的影响（1）压力的影响 K P = K yP△n当 △n = 0，有 K y = K P = f（T）（与压力无关）若 △n ＞ 0，P → 大，K y → 小。若 △n ＜ 0，P → 大，K y → 大。（2）惰性组分的影响对于化学反应：， nsum = n总令：则：若 △n ＞ 0，惰性组分 → 大，n总→ 大，K n → 大。若 △n ＜ 0，惰性组分 → 大，n总→ 大，K n → 小。（3）反应物配比的影响对于化学反应：令：，则 0 ＜ r ＜ ∞ 当反应物配比（即两种反应物摩尔数之比等于其化学计量比）时，产物有极大值。 §5.4 实际气体的化学平衡对于化学反应：若为理想气体反应有：，若为实际气体反应有：低压时：，，注意：对于实际气体 K f = f（T），K P ≠ f（T）