沈阳工业大学：《化工热力学 Chemical Engineering thermodynamics》教学资源（习题）第八章 化学反应平衡

第8章他喾灰应平衡 8.1化学反应平衡基础 化学反应可以表示成下述的通式 4+|242+…=2A3+p1|4+ U;|为化学计量系数( stoichiometric coefficient) 为化学计量数( stoichiometric number) 反应物的υ;取负值,生成物的υ;取正值 考虑下列化学反应 N2+3H22NH3 D 2 反应进行时,各物质量的变化dw与v的比值都相等 dnx, dnH, dnNH =de dv与v的普遍关系为 dn =vde E为反应进度 E=0时n2=n vda n,=nio tvi n=∑n=∑(n+v)=n+1 n=几+vE n=∑nn=∑nv=∑v E y 例8-1 如果系统中有N个组分,同时有r个独立反应发生

第 8 章 化学反应平衡 8.1 化学反应平衡基础 化学反应可以表示成下述的通式 1 A1 + 2 A2 += 3 A3 + 4 A4 + ∣υi∣为化学计量系数（stoichiometric coefficient） υi 为化学计量数（stoichiometric number） 反应物的υi 取负值，生成物的υi 取正值 考虑下列化学反应 2 2 3 N H NH +3 2 2 2 3 1, 3, 2    N H NH = − = − = 反应进行时，各物质量的变化 dνi 与 νi 的比值都相等。     d dn dn dn N H NH H H N N = = = 3 3 2 2 2 2 dνi 与 νi 的普遍关系为 dn  d i = i ε 为反应进度 = 0 时 ni = nio    =    o i n n dni d i io   ni = nio + i = = +  = + n ni nio i no ( )   ni = nio + i n ni no nio   i    + + = = o i io i i n n n n y 例 8-1 如果系统中有 N 个组分，同时有 r 个独立反应发生 dn d (i N) r j i i j j 1,2, , 1 = , =  =  

=1,2,…,N Ui为第j个反应中i组分的化学计量数 n v,E=1 定义 n=n +>v 82化学反应平衡常数 (1)化学反应平衡准则 0 (2)标准自由焓变化与平衡常数 d(nG)=(nv)dP-(nS)dT+>adn d(mG)p=∑m 单个反应 vde d(nG)p=∑ uvds 平衡时 a(nG) G°+RThn 标准状态 纯组分i ·体系温度 使用者规定的相态

n n (i N) r j i io i j j 1,2, , 1 = + , =  =   υi,j 为第 j 个反应中 i 组分的化学计量数 j r j N i i j N i r j i j j N i n ni o   n    = = = = =       = + = + 1 1 0 , 1 1 , 1 定义 =  N i j i j 1   , = = + r j n no j j 1     = = + + = r j o j j r j io i j j i n n y 1 1 ,     8.2 化学反应平衡常数 （1）化学反应平衡准则 0 ( ) , =         T P nG  （2）标准自由焓变化与平衡常数 = − + i d nG nV dP nS dT idni ( ) ( ) ( ) = i d nG T ,P idni ( ) 单个反应 dn  d i = i = i d nG T P i id , ( ) 平衡时 0 ( ) , =          = i T P i i nG    i o i = Gi + RT ln a ˆ 标准状态 •纯组分 i •体系温度 •使用者规定的相态

·使用者规定的压力(通常100kPa) ∑vA=∑v(G+Rrha)=0 ∑vha vG° h∏ 化学反应的平衡常数 G° K≡exp K=exp- (3)平衡常数的计算 hk=-∑C° 4)温度对平衡常数的影响 dlnK△H 如果将△H当作常数 K△H RT

•使用者规定的压力 (通常 100kPa)  = ( + )= i i o i i i i  i  G RT ln a ˆ 0  − = i o i i i i i RT G a   ln ˆ RT G a o i i i i i i   − =   ln ˆ 化学反应的平衡常数   = −  i i o i i i i a RT G K   exp ˆ  =i o i i o G  G RT G K o −  = exp （3）平衡常数的计算 RT G K o i i i i − =  ln （4）温度对平衡常数的影响 2 ln RT H dT d K o  = 如果将 o H 当作常数         −  = − 1 1 1 1 ln R T T H K K o