化工热力学第三版课件教学课件 作者 陈钟秀 顾飞燕 胡望明 编著10 化学反应平衡上课件.pptx

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1、10化学反应平衡(上)化工热力学平衡常数与平衡组成间的关系10.2工艺参数对化学平衡组成的影响10.3化学反应平衡基础10.110化学反应平衡反应系统的相律和Duhem理论10.4复杂体系的化学反应平衡10.510.1化学反应平衡基础12反应计量学和反应进度化学反应平衡的判据34标准自由焓变化与平衡常数平衡常数的计算5温度对平衡常数的影响10.1.1反应计量学和反应进度当没有发生核裂变时，化学反应中的元素是守恒的，整个体系的物质也是守恒的。化学反应式可表示为下述的通式对如下反应其计量系数为10.1.1反应计量学和反应进度当反应进行时，各参加反应的物质的物质的量变化，

2、严格地按各计量系数的比例关系进行，将此原理应用于微分反应时，则式（10-1）有由此可见有令此比值为ｄε，其定义由下列方程式表示10.1.1反应计量学和反应进度因此化学物质的物质的量的微分变化ｄni和ｄε间的普遍关系为每个反应之前，系统在初态时ε为零，，则反应达一定程度时，得10.1.1反应计量学和反应进度10.1.1反应计量学和反应进度10.1.1反应计量学和反应进度10.1.1反应计量学和反应进度10.1.1反应计量学和反应进度10.1.1反应计量学和反应进度10.1.2化学反应平衡的判据化学反应的方向和平衡的判据为当达到平衡时，有一最小值，该点满足10.1.3标

3、准自由焓变化与平衡常数10.1.3标准自由焓变化与平衡常数10.1.3标准自由焓变化与平衡常数10.1.4平衡常数的计算计算平衡组成的关键是要知道平衡常数犓的值，获得K值的方法有两种。第一种是实验测定法。即直接测定在一定条件下反应达到平衡时各组分的成分，从而由式（10-13）直接计算出K值。第二种方法是根据式（10-14）由基本热数据间接算出K值。10.1.4平衡常数的计算10.1.4平衡常数的计算10.1.4平衡常数的计算10.1.4平衡常数的计算10.1.4平衡常数的计算10.1.5温度对平衡常数的影响10.1.5温度对平衡常数的影响10.1.5温度对平衡常数的

4、影响10.2平衡常数与平衡组成间的关系12气相反应均相液相反应10.2平衡常数与平衡组成间的关系10.2.1气相反应10.2.1气相反应10.2.1气相反应10.2.1气相反应10.2.1气相反应10.2.1气相反应10.2.1气相反应10.2.1气相反应10.2.1气相反应10.2.1气相反应10.2.2均相液相反应在平衡计算中必须使用式（10-13）这个普遍式。由于根据活度系数定义所以10.2.2均相液相反应由从标准态压力1bar积分至p（单位为bar），并考虑到液体的Vi随压力的变化很小，得或10.2.2均相液相反应式（10-13）可写成除了高压之外，指数项接

5、近1，可被省略。在此情况下如果平衡混合物是理想溶液，则所有的γi都为1，则式（10-35）变为10.2.2均相液相反应若用质量摩尔浓度和逸度表达Henry定律，则标准态的逸度为由此可知，对浓度很小的组分，当它服从Henry定律，则其逸度可写为故10.2.2均相液相反应10.2.2均相液相反应10.2.2均相液相反应10.2.2均相液相反应10.2.2均相液相反应10.3工艺参数对化学平衡组成的影响12温度的影响压力的影响34惰性气体的影响反应物组成的影响10.3.1温度的影响由于反应进度ε是度量反应进行程度的变量，因而讨论温度对平衡组成的影响，只要讨论温度对平衡反应

6、进度εｅ的影响即可。通过推导可得下式10.3.2压力的影响由一系列的推导可得10.3.3惰性气体的影响设化学反应为由式（10-29）知，对理想气体经整理后得到10.3.4反应物组成的影响要使反应得到的产物产率最大，初始混合物就应该按化学反应的计量系数进行配比。如果某种反应物的供应或其他原因受到限制，增加其他的反应物的初始浓度，就会增加产物的量和反应的完善程度。10.3.4反应物组成的影响10.3.4反应物组成的影响10.3.4反应物组成的影响10.3.4反应物组成的影响10.3.4反应物组成的影响10.4反应系统的相律和Duhem理论对于含有π个相和N个化学组分的非

7、反应系统，其自由度数为取变量数与方程数的差，得或此式是反应系统相律的基本方程式相律更普遍的形式是10.4反应系统的相律和Duhem理论（1）原子守恒判断法一个化学反应方程式也就是原子数目守恒的一种表达式。这个守恒的事实也可以用代数方程来表示，用代数的术语，独立反应数就是这些方程中独立变数的数目。10.4反应系统的相律和Duhem理论10.4反应系统的相律和Duhem理论10.4反应系统的相律和Duhem理论10.4反应系统的相律和Duhem理论10.4反应系统的相律和Duhem理论（2）矩阵判别法对于只有单一化学反应体系的化学反应条件为对于同时有r个化学反应的体