材料热力学第三章-3各种因素对化学平衡的影响.ppt

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1、条件(2)：移动条件(1)：平衡态(1)改变T,p或加入惰性组分§3-6各种因素对化学平衡的影响平衡态(2)勒夏特列(LeChatelier)原理：如果对平衡系统进行干扰，平衡便会向削弱干扰的方向移动。1T↑K(T)↑平衡向右移动若ΔrHm(T)＞0,(即吸热反应)可以看出，在等压下:由式一、温度的影响T↓K(T)↑平衡向右移动若ΔrHm(T)＜0,(即放热反应)2由△G=△H-T△S即-△G/T=-△H/T+△Ssy△Sis=（△Ssu+△Ssy）≥0自发进行平衡（可逆）凡是能使△Sis增大的因素均为反应自发进行的推动力，反之，为阻力。3（i）若△H

2、0，△Ssy0，则△Ssu0。△Ssu和△Ssy都是反应正向进行的推动力.即：放热且熵增大的反应可以自发进行。（ii）若△H0，△Ssy0，则△Ssu0。△Ssu是反应正向进行的推动力，而△Ssy是阻力。低温时，△Ssu的作用大于△Ssy，推动力大于阻力。反应正向进行.即：放热且熵减少的反应只在低温时才能正向进行。4（iii）若△H0，△Ssy0，则△Ssu0。△Ssu和△Ssy都是反应正向进行的阻力。即：吸热且熵减少的反应不能自发进行。（iv）若△H0，△Ssy0，则△Ssu0。△Ssy是反应正向进行的推动力，而△Ssu是阻力。高温时，△

3、Ssu的作用小于△Ssy。此时，推动力大于阻力，反应正向自发进行；即：吸热且熵增大的反应只在高温时才能正向自发进行.5二、浓度的影响向平衡系统中添加反应物组分的量或减少产物组分的量，均使平衡向正方向移动。ΔrGm(T)＝－RTlnK(T)＋RTlnJ(T)向平衡系统中添加反应物组分的量，J(T)

4、bbs函数的影响甚小，压力变化不大时，G的变化极小，故化学平衡不发生明显的移动。72、对于有理想气体参加的反应，压力p对理想气体的化学势的影响不容忽视，压力的改变会引起化学平衡的移动。代入pB=pxB，p为总压8若0，即反应气体分子数增加，则p(II)，而K(T)不变。则(I)，即产物在反应混合物中占的比例要下降，平衡移动方向为,对生成产物不利。=(I)(II)9若=0，则p改变时，(II)不变，平衡不移动。若0，即反应气体分子数减少，则p(II)，而K(T)不变。则(I)，即产物在反应混合物中占的比例要增加，平衡移动方

5、向为,对生成产物有利。10四、惰性气体的影响*惰性气体系指在反应系统中不参加反应的气体。它虽然不参加反应，但是能改变系统的组成或分压，从而有可能使平衡发生移动。1、等温等压下加入惰性气体，由组分的分压pB必定改变，从而影响化学平衡。影响的规律同减少总压力对反应平衡的影响。，nB包含惰性气体的量112、等温等容下加入惰性气体，由pB=nBRT/V知，改变惰性气体的量不会改变组分的分压pB，因而不会影响平衡。123-7平衡组成的计算[例3-11]利用CH4(g)作为钢铁表面渗碳剂时，高温渗碳反应为：CH4(g)===C(石墨)+2H2(g)rGm(T)=[9

6、0165-109.56(T/K)]Jmol-1（1）计算773K时的平衡常数K(773K)（2）计算773K时CH4的平衡转化率。设总压分别为101.3kPa和50.6kPa.13解：（1）rGm(773K)=[90165-109.56(773)]Jmol-1=5475Jmol-1lnK(773K)=-rGm(T)/RT=-5475/8.315773=-0.582K(773K)=0.42714（2）CH4（g）=C（石墨）+2H2（g）反应前n/mol1.000平衡时n/mol1.0-nt/mol=1+平衡时分压15将K和p1=1

7、01.3kPa代入得1=0.309将K和p2=50.6kPa代入得2=0.417*降低压力时平衡向气体分子数增大的方向移动。16(3)预先向甲烷中添加50%的惰性气体,情况如何?反应前n/mol1.0001.0平衡时n/mol1.0-1.0nt/mol=2+平衡时分压CH4（g）C（石墨）+2H2（g）Ar17将K=0.427和p1=101.3kPa代入得1=0.392.(没有通入N2时,1=0.309)18二、平衡组成-温度图的应用—甲烷渗碳-脱碳图47367387310731273T/K图3-5甲烷渗碳-脱碳平衡图（p2=101.325k

8、Pa)100806040