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作业:作业:36,37阅读:阅读:A. 9.1 9.274 平衡计算 (Equilibrium calculation)自学要求:(1) 什么是分解压?它有什么用途?(2) 什么叫平衡转化率?(3) 如何计算同时平衡?75 理想气体反应平衡常数的统计计算方法 (Statistical method of calculating K for ideal gas reaction)两种计算方法(1) 由分子性质直接计算K(2) 用手册数据计算K一、平衡常数的统计表达式一、平衡常数的统计表达式 (Statistical expression of equilibrium constant)分子性质mmmrqGGGGK思路:对理想气体:0lnUNqNkTGm, 0mlnUNqRTG)K0 ,B(lnmBBm,UNqRTG 若理想气体B(T, p),则对理想气体反应Bm,BmrGG)K0 ,B(lnmBBUNqRT)K0 ,B(lnmBBBUNqRTlnKRTRTUNqK)K0(expmrBB(据rGm的意义)(对一个指定反应rUm(0K)为常数)即)K0(lnmrBBUNqRTRTUNqK)K0(expmrBBvrtB1qqqNNqkThhIkTpkThmkTe118222332)(fTKRTUNqNqNqK)K0(expmrClH2HCl22( qeg0e=1,而核运动不考虑) 由分子性质直接计算K十分繁琐例: H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)二、自由能函数及计算二、自由能函数及计算K 的表册方法的表册方法 (Free energy function and table-handbook method of calculating K )1. 自由能函数理想气体B(T, p),则)K0 ,B(ln)B,(mBmUNqRTTGNqRTUTGln)K0 ,B()B,(Bmm 自由能函数 f(T) f(T)值可由分子性质算出,将计算结果列成表格。附录六列出了一些物质在几个T时的自由能函数值。2. 表册法计算K)B,(lnmBmrTGGKRTTUTUTGKR)B,0K()B,0K()B,(lnmBmmBmmmr)0K()(TUTGHClmmmmmr)0K()(2)0K()(TUTGTUTG22ClmmHmm)0K()()0K()(TUTGTUTG其中为反应的自由能函数变,可查表例: H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)三、三、 rUm (0K)的计算方法的计算方法 不论用哪种方法计算K ,均要先求rUm(0K)。求rUm(0K)有三种方法:查手册查反应热(即生成焓)和热容量热法查分子光谱离解能光谱离解能法查反应热和热焓函数热焓函数法RTUHBmrmrRTUHBmrmr)K0()K0(mrmrUH1、量热法TCHTHTpd)K0()(K0m,rmrmrTCTHUTpd)()K0(K0m,rmrmr对理想气体反应,若T=0K,又rCp,m:查Cp,m其中rHm(T):查fHm,一般查 fHm(298K)2、光谱离解能法 分子光谱离解能:1个分子(基态)游离原子(基态) 定义:D ,dissociation energyD值可查光谱数据手册DCBA?)K0(mrdcbaU(基态)(基态)原子(基态)UUUmr)K0()()(DCBAdDcDLbDaDL)(DCBAdDcDbDaDLB0BBBmr)K0(DLU 对任意反应3、热焓函数法热焓函数: Heat enthalpy function0,2lnlnUVqNkTVTqNkTHNTNV0,2lnUNkTTqNkTNV)K0 ,B(ln),(Bm,B2mURTTqRTTHNVRTTqRTUTHNV,B2mmln)K0 ,B(),(B若理想气体B(T,p),则 热焓函数f(T) f(T)可由分子性质求得。一些物质在298K时的热焓函数列于附录六。mmmr)K0()(UTH)K0 ,B()(B,mmBUTH)K0 ,B()(B,mBmBUTH)K0()(mrmrUTHmmmrmrmr)K0()()()K0(UTHTHU(反应的热焓函数变)其中rHm(T):查fHm,一般查fHm(298K)mmmr)K0()(UTH:查298K时各物质的热焓函数76 各种因素对化学平衡的影响 (Effects of some factors on chemical equilibriumEquilibrium shifts)一、平衡移动问题的共性一、平衡移动问题的共性 (Common character of shifting)初态平衡状态1平衡状态2新状态改变F移动末态0m,1r G0m,2r GmrG 0,F对平衡无影响 0,平衡左移 0,平衡右移因此,判断平衡是否移动或如何移动,关键是确定“新状态”并计算此时的rGm 。(即平衡移动问题实质是反应方向问题)二、温度、压力、浓度、惰性气体对平衡的具体二、温度、压力、浓度、惰性气体对平衡的具体影响影响 (Effects of T, p, c and inert gas on eq.)自学化学平衡化学平衡基本教学要求基本教学要求1 化学反应的K和J、 和 的意义,计算, 用途和区别。2 平衡计算:平衡组成计算K的计算由K的意义计算由K的定义计算统计方法3 平衡移动mrGmrG
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