第五章-化学平衡(2)ppt课件.ppt

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1、§5.4其它因素对影响理想气体反应平衡的影响影响气体反应平衡的因素有温度、压力、惰性气体等1.压力对平衡转化率的影响若表明平衡系统中产物的含量增加而反应物的含量降低，即平衡向体积缩小的方向移动1.例5.4.1合成氨反应500K时，K＝0.2968，若反应物N2与H2符合化学计量比，试估算在500K，压力自100至1000KPa时的平衡转化率。可近似按理想气体计算。2.解：nB:n0(1-)3n0(1-)2n0nB=n0(4-2)3.即所以K＝0.29684.式中pӨ＝100KPa,代入上式计算结果如下：p/KPa100250500

2、70010000.15050.28640.41560.49310.54625.2.惰性组分对平衡转化率的影响6.正好相反若在恒压下增加惰性组分，若表明平衡向产物方向移动，即增加惰性组分有利于气体物质的量增大的反应。7.例如乙苯脱氢制苯乙烯的反应向反应系统中通入大量惰性组分水蒸气合成氨反应惰性组分增加，对反应不利8.例5.4.2用体积比为1:3的氮、氢混合气体，在500℃、30.4MPa下，进行氨的合成500℃时，KӨ＝3.75×10－3。假设为理想气体反应，试估算下列两种情况下平衡转化率，以及氨的含量：（1）原料气只含有1:3的氮和氢；（2）原

3、料气中除1:3的氮和氢外，还含有10％的惰性组分（7％甲烷、3％氩）9.解：(1)无惰性组分时，利用上例的结果，转化率10.（2）设原料气的物质的量为n，原料气中含有10％惰性组分惰性组分故平衡时各气体总的物质的量11.将K=3.75×10-3,p=30.4MPa代入上式，整理得于是故>1不合理，弃去，得12.以上按理想气体的反应平衡计算表明，原料气中有10％惰性组分存在，在给定条件下，使平衡气体中氨含量从22.3%降到18.2%。13.3.反应物配比对平衡转化率的影响令反应物配比为nB/nA=r。其变化范围为：0

4、，随着r的增加，气体A的转化率增加，而气体B的转化率减少。但产物在混合气体中的平衡含量随着r的增加，存在着一极大值。可以证明当r＝b/a时出现极大值。14.平衡氨浓度与原料气配比之间的关系（500℃、30.4MPa）在合成氨反应，总是使原料气中氢与氮的体积比为3:1，以使氨的含量最高。123456平衡氨浓度%15.表5.4.1500℃、30.4MPa下，不同氢氮比时，混合气中氨的平衡含量r=n(H2)/n(N2)123456NH3含量/%18.825.026.425.824.222.216.§5.5同时反应平衡组成的计算CH4(g)+H2O(g)

5、＝CO(g)+3H2(g)若某些反应组分同时参加两个以上的反应，则称为同时反应CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)计算同时反应的平衡组成，须先确定有几个独立反应。CH4(g)+2H2O(g)＝CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+CO2(g)＝2CO(g)+2H2(g)这四个反应中只有两个独立的反应。所以说若几个反应相互间没有线性组合的关系，那么，这几个反应就是独立反应每一个独立的反应可列出一个独立的平衡常数式，但应注意的是任一反应组分，不论它同时参加几个反应，其浓度（或分压）只有一个如例如将上二反应相加或相减，可得到17.例5.

6、5.1甲烷、水蒸汽为1:5的混合气体，在600℃，101.325KPa下通过催化剂，以生产合成氨用的氢气。设同时发生如下反应：求平衡组成CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)18.解：设CH4和H2O的起始物质的量分别为1mol和5mol，两个反应的反应进度分别为xmol和ymol。若只进行前一个反应，则1x5xx3x但实际上是两个反应同时进行，因此达到平衡时为1x(5x)y(x)y(3x)+y(x)y(5x)yy(3x)+yCH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+

7、3H2(g)CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)19.在填写上述各组分数量时，可按如下顺序：按第一式列出（）内各项，根据同一组分在任一反应中的数量相同的原则，列出第二式的各相同组分的数量，例如，两式中H2O均为（5-x），按第二式列出y，按同一组分数量相同的原则，修改第一式相同组分的数量，例如：H2O在两式中均为(5-x)-y。所以总的物质的量20.采用试差法进行计算举例如下整理后得21.得若x＝0.900，上式简化为解得y=0.628将x＝0.900，y=0.628代入x0.90

8、00.9050.9100.9150.9200.925y0.6280.6300.6320.6340.6360.6380.4740.5130