浅论平衡常数的几种表示方法

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1、浅论平衡常数的几种表示方法龚月湘09233005余艳鸽09233026北京交通大学土木建筑工程学院摘要：本文从化学反应标准平衡常数的定义，范特荷夫方程，化学反应标准平衡常数的应用，及化学反应方向的判断四个方面来讨论平衡常数在理论上及实际应用屮的表示方法。关键词：化学反应标准平衡常数范特荷夫方程范特荷夫定温方程ShallowConcerningofSeveralExpressiveMethodsofEquilibriumConstantGongyuexiang09233005Yuyange09233

2、026CivilEngineering&ArchitectureofBeijingJiaotongUniversityAbstract:Thistextmainlydiscussesequilibriumconstantrepresentationinthetheoryandinpracticalusefromfouraspects.Thedefinitionofequilibriumconstant,VarftHoffequation,theapplicationofequilibriumcon

3、stantandthejudgmentofthedirectionofchemicalreaction.KeyWords:StandardequilibriumconstantofchemicalreactionVan'tHoff'sequationVan”tHoffisothermalequation正文:%1.化学反应标准平衡常数的定义对于任意化学反应0二》bVbB,定K0(T)=exp[-£BVB

4、1b(T)/RT],K(T)称为化学反应标准平衡常数。又有&G監(T)=—YbVb诩(T),则

5、有K0(T)=exp[-竺輕]式(1-1)或GG監(T)=-RTlnK0(T)式(1-2)式(1-1)及式(1-2)对任何化学反应都适用。在计算过程中可以通过热力学方法计算ArG®(T)来得到K°(T)。二、范特荷夫方程及积分式1、范特荷夫方程dlnKe(T)_dT—ArG^(T)—右'鳥，应用吉布斯-亥姆霍茨方程式得到RdT由式(1-2)得InK6(T)=^

6、P，两边同时对T求微分:—R1dlnKe(T)_XH盅⑴dTRT2式(2~1),即范特荷夫方程。2、积分式(1)、视亠H盘为与温度T无关的

7、常数这种情况下，对式(2-1)作不定积分，从图像上可得一定温度范围内反应的亠h盅的平均值。或者设Ti和丁2两个温度下的K°(Ti)和Ke(T2),将式(2-1)分离变量做定积分得g諾严譽令-存，此式可用丁求"(Ti)、Ti、％轟已知时求丁2和Ke(T2),或者Ti、T2及K°(Ti)、Ke(T2)已知，求°rH盅0(2)视亠H盅为温度T的函数利用ArHg1(T)=伽(273.15K+£3.i5^VBCp)mdT可得InK0(T)=f(T)的关系式。三、化学反应标准平衡常数的应用1、理想气体混合物反

8、应的标准平衡常数表达式对理想气体混合物反应。有A(T)=-SbVbuB(pgm,T)-RTlnnB(P7Pe)VB式(3-1)当反应平衡时，A(T)=O,由K°(T)的定义式可得：K0(pgm,T)雯exp[-》bVb卩b(Pgm,T)/RT,pgm表示理想(或完全)气体混合物。与式(3-1)结合有K9(pgm,T)=nB(yBqPeq/P°)Vb式(3-2)该式是理想气体混合物反应的K0(pgm,T)与其平衡组成的关联式。在利用式Ke(pgm,T)=exp[-爲VbP壯T)/RT]求得K0(pg

9、m,T)后，则可用式(3-2)计算一定温度下反应物的平衡转化率及系统的平衡组成。式(3-2)是在学习了化学平衡后，第一个出现的能计算反应限度及平衡组成的式子。2、真实气体混合物反应的标准化学平衡常数表达式对于真实气体混合物反应，将式(3-2)修正后，得k0(pgm,T)=Hb(吨qpM/pe)vB=nB(

10、化率或系统的平衡组成。3、理想气体与纯固体(或纯液体)反应的标准化学平衡常数表达式p*q/p0"(T)=(翳)g)式(3-3)注意该式中只包含参与反应的所有物质。对于纯固体化合物分解反应，可利用式(3-3)来计算该化合物的分解压。四、范特荷夫定温方程、化学反应方向的判断Q式(3-1)亦可表示成A(T)=A(T)-RTln(PB/Pe)vB式(4二1)或ArGm(T)=ArG^(T)+RT1h(Pb/P0)vb式(4-2)二者叫理想气体混合物的范特荷夫定温方程。其中(pB/p8)VB