PPT《2.1 化学反应速率》

K ? 反应正向进行 (2)Fe2+(aq)+Ag+(aq)?Fe3+(aq)+Ag(s) 起始浓度/ mol・L-1 0.1 0.1 0.01平衡浓度/ mol・L-1 0.1-x 0.1-x 0.01+x K ?= 0.01+x (0.1-x)(0.1-x) =2.98 X=0.013 平衡时: C(Fe2+)= C(Ag+)=0.087 mol・L-1 C(Fe3+)=0.023mol・L-1 (4)Fe2+(aq)+Ag+(aq)?Fe3+(aq)+Ag(s) 起始浓度/ mol・L-1 0.3 0.1 0.01平衡浓度/ mol・L-1 0.3-x 0.1-x 0.01+x 0.01+x K ?= (0.3-x)(0.1-x) =2.98 X=0.0381 0.0381mol・L-1 α ( Ag+ )= 0.10mol・L-1 =38.1% 说明,增加反应物的浓度,平衡正向移动.但平衡常数K ?不变. (3)α( Ag+ )= 0.013 mol・L-1 0.10 mol・L-1 =13% *100%

2 压力对化学平衡的影响 (1)压力的变化对于液相和固相反应体系基本上没有影响. (2)对于有气体参加的反应,若反应前后气体分子数目没有变化,例如:H2(g)+I2(g)?2HI(g),体系总压力变化,反应物和生成物 的分压增加或降低相同倍数,J值无变化,对平衡无影响. (3)对于反应前后,气体分子数目有变化的反应,增大压力,平 衡向气体分子数目减少的方向移动;

减小压力,平衡向气体 分子数目增加的方向移动. 例如: N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) P↑,平衡右移;

P↓,平衡左移. (4)与反应体系无关的气体进入已达平衡的体系,是否影响平衡 根据具体情况而定. 恒温、恒压条件下已达平衡体系,引入惰性气体: 为保持体系总压不变,体系体积增大,各组分气体分压降低,平衡向气体分子数目增加的方向移动. 恒温、恒容条件下已达平衡体系,引入惰性气体: 虽然体系总压增加,但各组分气体分压不变,平衡不动. 例2 在密闭容器中装入CO和水蒸汽,在927K条件下使这两种气体进行下列反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),若反应开始时这两种气体的分压均为8080kPa,达平衡时已知有50%的CO转变为CO2.(1) 计算927K下的K ?;

(2)若在原平衡体系再通入水蒸汽,使密闭容器中水蒸汽的分压 瞬间达到8080kPa,通过计算J值,判断平衡移动的方向?(3) 欲使上述水煤气变换反应有90%的CO转变为CO2,则原料比 P(H2O)/P(CO)应为多少?(4) 判断上述反应在298.15K、标准态下能否自发进行?并求出K ??(5) 欲使上述反应在标准态下能自发进行,对反应温度有何要求? 解: (1)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)起始分压/kPa

8080 8080

0 0 平衡分压/kPa

4040 4040

4040 4040 K ?= [P(CO2)/P ?] [P(H2)/P ?] [P(CO)/P ?] [P(H2O)/P ?] =1 (2)J= [P(CO2)/P ?] [P(H2)/P ?] [P(CO)/P ?] [P(H2O)/P ?] = 4040・4040 4040・8080 =0.5 <

K ? 平衡正向移动 (3)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),起始分压/kPa x y

0 0 平衡分压/kPa 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x K ?= (0.9x)2 0.1x(y-0.9x) =1 y x = P(H2O) P(CO) =

9 1 (4) 查表:CO(g)H2O(g)? CO2(g) +H2(g)?fHm? ( kJ.mol-1 )(298K) -110.525 -241.818 -393.51 0Sm ? (J.mol -1.K -1)(298K) 197.674 188.825 213.74 130.59?fGm?( kJ.mol-1 )(298K)137.168 -228.572 -394.359

0 ?rHm? = -41.167 kJ.mol-1 ?rSm? = -42.169J.mol -1.K -1 ?rGm? =-28.619kJ.mol-1

0 ? rSm ? >

0 B ? rHm ? 0C ? rHm ? >

0 ? rSm ? ........