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时间:2020-11-20
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1、物理化学化学平衡例题(2)ΔrGm=–RTlnKpӨ+RTlnQ即在保持产物分压不变,增加反应物分压的情况下,此反应可以正向自发进行。例2:298K,pӨ时,合成氨反应:1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)的ΔrGmӨ=–16.5kJ.mol-1。设气体均为理想气体,试求(1)该条件下的Kp和KpӨ;(2)判断当摩尔比为N2:H2:NH3=1:3:2时,反应自发进行的方向。该反应的=1–0.5–1.5=–1所以解:(1)=780(2)因为总压是pӨ,根据题目给出的摩尔比,三者的分压(此时不
2、是平衡分压)应该分别为pӨ,pӨ和pӨ,可见,在这种分压条件下可见,在这种分压条件下,反应是自发正向进行的。例3:PCl5(g)的分解反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g),在523.2K,100kPa下反应达到平衡后,测得平衡混合物的密度为2.695103kg.m-3,试计算:(1)PCl5(g)的离解度;(2)该反应的KpӨ;(3)该反应的ΔrGmӨ。解:(1)设PCl5(g)的解离度为,则:PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)t=0n00nt=ten(1–)nnn总,
3、e=(n–n)+2n=(1+)n达平衡时:pV=(1+)nRT解得:=0.80(2)以1molPCl5为基准,则:当p=pӨ时,=0.80时,=1.778=–2502J·mol-1(3)例4:已知298K时的下列数据:BaCO3(s)BaO(s)CO2(g)ΔfHmӨ/kJ·mol-1–1219–558–393SmӨ/J·K-1·mol-1112.170.3213.6求:(1)298K时分解反应的ΔrGmӨ、ΔrHmӨ、ΔrSmӨ;(2)298K时BaCO3(s)的分解压力;(3)假设分解
4、反应的ΔCp=0,求BaCO3(s)的分解温度;(4)若已知分解反应的ΔCp=4.0J.K-1.mol-1,求1000K时BaCO3(s)的分解压力。解:对于分解反应:BaCO3(s)=BaO(s)+CO2(g)(1)298K时:ΔrHmӨ=ΔfHmӨ(BaO,s)+ΔfHmӨ(CO2,g)–ΔfHmӨ(BaCO3,s)=268kJ.mol-1ΔrSmӨ=SmӨ(BaO,s)+SmӨ(CO2,g)–SmӨ(BaCO3,s)=171.8J.K-1.mol-1ΔrGmӨ=ΔrHmӨ–TΔrSmӨ=217k
5、J.mol-1(2)(3)ΔCp=0,说明ΔrHmӨ及ΔrSmӨ与温度无关,均为常数。设分解温度为T,在该温度下:pCO2=pӨΔrGmӨ=–RTlnKӨ=0即ΔrGmӨ=ΔrHmӨ–TΔrSmӨ=0则如果ΔCp≠0,必须先将ΔrHmӨ=f(T)及ΔrSmӨ=f(T)的函数形式代入上式,然后再求分解温度,切不可取任意温度下ΔrHmӨ(T)及ΔrSmӨ(T)代入上式。(4)已知ΔCp=4.0J.K-1.mol-1,欲求1000KBaCO3(s)的分解压力,有以下两种方法:方法1:先求出1000K时的Δr
6、Hm,再求K(1000K);ΔrHmӨ(1000K)=ΔrHmӨ(298K)+ΔCp(1000-298)=271kJ.mol-1ΔrSmӨ(1000K)=ΔrSmӨ(298K)+ΔCpln(1000/298)=176.6J.K-1.mol-1ΔrGmӨ(1000K)=ΔrHmӨ(1000K)–TΔrSmӨ(1000K)=94kJ.mol-1方法2:先导出KӨ与T的关系,由此关系式求出KӨ(1000K)。由其中ΔrHmӨ(T)=(267103+4.0T)J.mol-1代入上式,得:定积分得:代入数据,
7、解得:lnKӨ(1000K)=–11.4KӨ(1000K)=1.2310-5此课件下载可自行编辑修改,仅供参考!感谢您的支持,我们努力做得更好!谢谢
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