物理化学化学平衡例题优质PPT.ppt
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化学平衡典型例题解:
(1)由于压力较低,可以看作是理想气体反应,于是有B=1,fB=pBB=pB,所以Ka=Kf=Kp,Qa=Qf=Qp,由于各气体的分压相等,所以Qp=1.0rGm=RTlnKp+RTlnQp=(8.314Jmol-1K-1)(973K)ln0.71=2771Jmol-10在该条件下正向反应不能自发进行。
(2)rGm=RTlnKp+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,p时,合成氨反应:
1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)的rGm16.5kJ.mol-1。
设气体均为理想气体,试求
(1)该条件下的Kp和Kp;
(2)判断当摩尔比为N2:
H2:
NH31:
3:
2时,反应自发进行的方向。
该反应的=10.51.5=1所以解:
(1)=780
(2)因为总压是p,根据题目给出的摩尔比,三者的分压(此时不是平衡分压)应该分别为p,p和p,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Kp;
(3)该反应的rGm。
解:
(1)设PCl5(g)的解离度为,则:
PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)t=0n00nt=ten
(1)nnn总,e=(nn)+2n=(1+)n达平衡时:
pV=(1+)nRT解得:
=0.80
(2)以1molPCl5为基准,则:
当p=p时,=0.80时,=1.778=2502Jmol-1(3)例4:
已知298K时的下列数据:
BaCO3(s)BaO(s)CO2(g)fHm/kJmol-11219558393Sm/JK-1mol-1112.170.3213.6求:
(1)298K时分解反应的rGm、rHm、rSm;
(2)298K时BaCO3(s)的分解压力;
(3)假设分解反应的Cp=0,求BaCO3(s)的分解温度;
(4)若已知分解反应的Cp=4.0J.K-1.mol-1,求1000K时BaCO3(s)的分解压力。
对于分解反应:
BaCO3(s)=BaO(s)+CO2(g)
(1)298K时:
rHm=fHm(BaO,s)+fHm(CO2,g)fHm(BaCO3,s)=268kJ.mol-1rSm=Sm(BaO,s)+Sm(CO2,g)Sm(BaCO3,s)=171.8J.K-1.mol-1rGm=rHmTrSm=217kJ.mol-1
(2)(3)Cp=0,说明rHm及rSm与温度无关,均为常数。
设分解温度为T,在该温度下:
pCO2=prGm=RTlnK=0即rGm=rHmTrSm=0则如果Cp0,必须先将rHm=f(T)及rSm=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rHm(T)及rSm(T)代入上式。
(4)已知Cp=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rHm,再求K(1000K);
rHm(1000K)=rHm(298K)+Cp(1000-298)=271kJ.mol-1rSm(1000K)=rSm(298K)+Cpln(1000/298)=176.6J.K-1.mol-1rGm(1000K)=rHm(1000K)TrSm(1000K)=94kJ.mol-1方法2:
先导出K与T的关系,由此关系式求出K(1000K)。
由其中rHm(T)=(267103+4.0T)J.mol-1代入上式,得:
定积分得:
代入数据,解得:
lnK(1000K)=11.4K(1000K)=1.2310-5
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