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文檔簡介

1、【第七講【第七講 速率與平衡】速率與平衡】【競賽基本要求】【競賽基本要求】 1、反應速率基本概念。、反應速率基本概念。 2、反應級數(一級反應積分式及有關計算:速率、反應級數(一級反應積分式及有關計算:速率常數、半衰期、碳常數、半衰期、碳-14法推斷年代等等)。法推斷年代等等)。 3、阿累尼烏斯方程及計算(活化能的概念與計算;、阿累尼烏斯方程及計算(活化能的概念與計算;速率常數的計算;溫度對速率常數影響的計算等)。速率常數的計算;溫度對速率常數影響的計算等)。 4、活化能與反應熱的關系。、活化能與反應熱的關系。 5、反應機理一般概念。、反應機理一般概念。 6、平衡常數與溫度的關系及利用平衡常數

2、的計算。、平衡常數與溫度的關系及利用平衡常數的計算。 7、克拉貝龍方程及其應用(不要求微積分)。、克拉貝龍方程及其應用(不要求微積分)。【知識點擊】【知識點擊】一、化學反應速率一、化學反應速率(一)反應速率及其表示方法(一)反應速率及其表示方法 在化學反應中,某物質的濃度(物質的量濃度)隨時間的在化學反應中,某物質的濃度(物質的量濃度)隨時間的變化率稱反應速率。反應速率只能為正值,且并非矢量。變化率稱反應速率。反應速率只能為正值,且并非矢量。 1、平均速率、平均速率 用單位時間內,反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來用單位時間內,反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。表示。 = c/t 當

3、當c為反應物濃度的變化時,取負號;為反應物濃度的變化時,取負號;c為生成物濃度為生成物濃度的變化時,取正號。的變化時,取正號。 2、瞬時速率、瞬時速率 若將觀察的時間間隔若將觀察的時間間隔t縮短,它的極限是縮短,它的極限是t0,此時,此時的速率即為某一時刻的真實速率的速率即為某一時刻的真實速率 瞬時速率:瞬時速率: (二)反應速率理論簡介(二)反應速率理論簡介1、碰撞理論、碰撞理論化學反應的發生,總要以反應物之間的接觸為前提,即反應物化學反應的發生,總要以反應物之間的接觸為前提,即反應物分子之間的碰撞是先決條件。分子之間的碰撞是先決條件。 沒有粒子間的碰撞,反應的進行則沒有粒子間的碰撞,反應的

4、進行則無從說起。看如下計算數據。無從說起。看如下計算數據。(1)有效碰撞)有效碰撞 并非每一次碰撞都發生預期的反應,只有非常少的碰撞是并非每一次碰撞都發生預期的反應,只有非常少的碰撞是有效的。首先,分子無限接近時,要克服斥力,這就要求分子具有效的。首先,分子無限接近時,要克服斥力,這就要求分子具有足夠的運動速度,即能量。具備足夠的能量是有效碰撞的必要有足夠的運動速度,即能量。具備足夠的能量是有效碰撞的必要條件。其次,僅具有足夠能量尚不充分,分子有構型,所以碰撞條件。其次,僅具有足夠能量尚不充分,分子有構型,所以碰撞方向還會有所不同,如反應:方向還會有所不同,如反應:NO2 + CO = NO

5、+ CO2 的碰撞方式有:的碰撞方式有:(a) 種碰接有利于反應的進行,種碰接有利于反應的進行,(b) 種碰撞方式都是無效的。種碰撞方式都是無效的。(2)活化能和活化分子組)活化能和活化分子組 將具備足夠能量(碰撞后足以反應)的反應物分子組,稱將具備足夠能量(碰撞后足以反應)的反應物分子組,稱為活化分子組。分子組的能量要求越高,活化分子組的數量越為活化分子組。分子組的能量要求越高,活化分子組的數量越少。這種能量要求稱之為活化能,用少。這種能量要求稱之為活化能,用 Ea 表示。表示。Ea 在碰撞理論在碰撞理論中,認為和溫度無關。中,認為和溫度無關。Ea 越大,活化分子組數則越少,有效碰越大,活化

6、分子組數則越少,有效碰撞分數越小,故反應速率越慢。撞分數越小,故反應速率越慢。 不同類型的反應,活化能差別很大。如反應:不同類型的反應,活化能差別很大。如反應:2SO2 + O2 = 2SO3 Ea = 251 kJmol1N2 + H2 = 2NH3 Ea = 175.5 kJmol1 而中和反應:而中和反應:HCl + NaOH = NaCl + H2O Ea 20 kJmol1 分子不斷碰撞,能量不斷轉移,因此,分子的能量不斷變化分子不斷碰撞,能量不斷轉移,因此,分子的能量不斷變化,故活化分子組也不是固定不變的。但只要溫度一定,活化分,故活化分子組也不是固定不變的。但只要溫度一定,活化分

7、子組的百分數是固定的。子組的百分數是固定的。2、過渡狀態理論、過渡狀態理論(1)活化絡合物)活化絡合物 當反應物分子接近到一定程度時,分子的鍵連關系將發當反應物分子接近到一定程度時,分子的鍵連關系將發生變化,形成一中間過渡狀態,以生變化,形成一中間過渡狀態,以NO2 + CO = NO + CO2 為例:為例:NO 部分斷裂,部分斷裂,CO 部分形成,分子的能量主要表現為勢能。部分形成,分子的能量主要表現為勢能。 活化絡合物能量高,不穩定。它既可以進一步發展,成為活化絡合物能量高,不穩定。它既可以進一步發展,成為產物;也可以變成原來的反應物。于是,反應速率決定于活化絡產物;也可以變成原來的反應

8、物。于是,反應速率決定于活化絡合物的濃度,活化絡合物分解成產物的幾率和分解成產物的速率。合物的濃度,活化絡合物分解成產物的幾率和分解成產物的速率。過渡態理論,將反應中涉及到的物質的微觀結構和反應速率結過渡態理論,將反應中涉及到的物質的微觀結構和反應速率結合起來,這是比碰撞理論先進的一面。然而,在該理論中,許多合起來,這是比碰撞理論先進的一面。然而,在該理論中,許多反應的活化絡合物的結構尚無法從實驗上加以確定,加上計算方反應的活化絡合物的結構尚無法從實驗上加以確定,加上計算方法過于復雜,致使這一理論的應用受到限制。法過于復雜,致使這一理論的應用受到限制。(三)影響化學反應速率的因素(三)影響化學

9、反應速率的因素 影響化學反應速率的因素很多,除主要取決于反應物的性影響化學反應速率的因素很多,除主要取決于反應物的性質外,外界因素也對反應速率有重要作用,如濃度、溫度、壓力質外,外界因素也對反應速率有重要作用,如濃度、溫度、壓力及催化劑等。及催化劑等。1、濃度對反應速率的影響、濃度對反應速率的影響(1)基元反應和非基元反應)基元反應和非基元反應 基元反應:能代表反應機理、由反應物微粒(分子、原子、基元反應:能代表反應機理、由反應物微粒(分子、原子、離子或自由基)一步直接實現的化學反應,稱為基元反應。離子或自由基)一步直接實現的化學反應,稱為基元反應。非基元反應:由反應物微粒經過兩步或兩步以上才

10、能完成的化非基元反應:由反應物微粒經過兩步或兩步以上才能完成的化學反應,稱為非基元反應。如反應:學反應,稱為非基元反應。如反應:H2 + Cl2 = 2HCl 由幾個基元步驟構成,它代表了該鏈反應的機理:由幾個基元步驟構成,它代表了該鏈反應的機理:Cl2 + M 2Cl + M Cl + H2 HCl + HH + Cl2 HCl + Cl2Cl + M Cl2 + M 式中式中M表示只參加反應物微粒碰撞而不參加反應的其他分表示只參加反應物微粒碰撞而不參加反應的其他分子,如器壁,它只起轉移能量的作用。子,如器壁,它只起轉移能量的作用。(2)反應分子數)反應分子數 在基元步驟中,發生反應所需的最

11、少分子數目稱為反應分在基元步驟中,發生反應所需的最少分子數目稱為反應分子數。根據反應分子數可將反應區分為單分子反應、雙分子反應子數。根據反應分子數可將反應區分為單分子反應、雙分子反應和三分子反應三種,如:和三分子反應三種,如:單分子反應單分子反應 CH3COCH3 CH4 + CO + H2雙分子反應雙分子反應 CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O三分子反應三分子反應 H2 + 2I 2HI 反應分子數不可能為零或負數、分數,只能為正整數,且反應分子數不可能為零或負數、分數,只能為正整數,且只有上面三種數值,從理論上分析,四分子或四分子以上的反應只有上面三種數值,

12、從理論上分析,四分子或四分子以上的反應幾乎是不可能存在的。反應分子數是理論上認定的微觀量。幾乎是不可能存在的。反應分子數是理論上認定的微觀量。(3)速率方程和速率常數)速率方程和速率常數大量實驗表明,在一定溫度下,增大反應物的濃度能夠增加反大量實驗表明,在一定溫度下,增大反應物的濃度能夠增加反應速率。那么反應速率與反應物濃度之間存在著何種定量關系呢?應速率。那么反應速率與反應物濃度之間存在著何種定量關系呢?人們在總結大量實驗結果的基礎上,提出了質量作用定律:在恒人們在總結大量實驗結果的基礎上,提出了質量作用定律:在恒溫下,基元反應的速率與各種反應物濃度以反應分子數為乘冪的溫下,基元反應的速率與

13、各種反應物濃度以反應分子數為乘冪的乘積成正比。乘積成正比。對于基元反應對于基元反應a A + b B g G + h H,質量作用定律的數學表,質量作用定律的數學表達式:達式:v= kc c 稱為該反應的速率方程。式中稱為該反應的速率方程。式中k為速率常數,其意義是當各反為速率常數,其意義是當各反應物濃度為應物濃度為1 moldm3時的反應速率。時的反應速率。對于速率常數對于速率常數k,應注意以下幾點:,應注意以下幾點:速率常數速率常數k取決反應的本性。當其他條件相同時快反應通常取決反應的本性。當其他條件相同時快反應通常有較大的速率常數,有較大的速率常數,k小的反應在相同的條件下反應速率較慢。

14、小的反應在相同的條件下反應速率較慢。速率常數速率常數k與濃度無關。與濃度無關。k隨溫度而變化,溫度升高,隨溫度而變化,溫度升高,k值通常增大。值通常增大。k是有單位的量,是有單位的量,k的單位隨反應級數的不同而異。的單位隨反應級數的不同而異。aA)(bB)( 確定速率方程時必須特別注意,質量作用定律僅適用于一步確定速率方程時必須特別注意,質量作用定律僅適用于一步完成的反應完成的反應基元反應,而不適用于幾個基元反應組成的總反基元反應,而不適用于幾個基元反應組成的總反應應非基元反應。如非基元反應。如N2O5的分解反應:的分解反應:2N2O5 = 4NO2 + O2實際上分三步進行:實際上分三步進行

15、:N2O5 NO2 + NO3 慢(定速步驟)慢(定速步驟)NO2 + NO3 NO2 + O2 + NO 快快NO + NO3 2NO2 快快實驗測定起速率方程為:實驗測定起速率方程為:v= kc(N2O5)它是一級反應,不是二級反應。它是一級反應,不是二級反應。 速率方程中,反應物濃度的指數速率方程中,反應物濃度的指數m、n分別稱為反應物分別稱為反應物A和和B的的反應級數,各組分反應級數的代數和稱為該反應的總反應級數。反應級數,各組分反應級數的代數和稱為該反應的總反應級數。 反應級數反應級數 = m + n 可見,反應級數的大小,表示濃度對反應速率的影響程度,級可見,反應級數的大小,表示濃

16、度對反應速率的影響程度,級數越大,速率受濃度的影響越大。數越大,速率受濃度的影響越大。 若為零級反應,則表示反應速率與反應物濃度無關。某些表面若為零級反應,則表示反應速率與反應物濃度無關。某些表面催化反應,例如氨在金屬鎢表面上的分解反應,其分解速率在一定催化反應,例如氨在金屬鎢表面上的分解反應,其分解速率在一定條件下與氨的濃度無關就屬于零級反應。條件下與氨的濃度無關就屬于零級反應。 觀察表中六個反應的反應級數,并與化學方程式中反應物的計觀察表中六個反應的反應級數,并與化學方程式中反應物的計量數比較可以明顯地看出:反應級數不一定與計量數相符合,因而量數比較可以明顯地看出:反應級數不一定與計量數相

17、符合,因而對于非基元反應,不能直接由反應方程式導出反應級數。對于非基元反應,不能直接由反應方程式導出反應級數。 另外,還應明確反應級數和反應分子數在概念上的區別:另外,還應明確反應級數和反應分子數在概念上的區別:反應級數是根據反應速率與各物質濃度的關系來確定的;反應反應級數是根據反應速率與各物質濃度的關系來確定的;反應分子數根據基元反應中發生碰撞而引起反應所需的分子數來確定。分子數根據基元反應中發生碰撞而引起反應所需的分子數來確定。反應級數可以是零、正、負整數和分數;反應分子數只可能是反應級數可以是零、正、負整數和分數;反應分子數只可能是一、二、三。一、二、三。反應級數是對宏觀化學反應而言的;

18、反應分子數是對微觀上基反應級數是對宏觀化學反應而言的;反應分子數是對微觀上基元步驟而言的。元步驟而言的。(5)一級反應及其特點)一級反應及其特點凡反應速率與反應物濃度一次方成正比的反應,稱為一凡反應速率與反應物濃度一次方成正比的反應,稱為一級反應,其速率方程可表示為:級反應,其速率方程可表示為:dc/dt= k1c 積分上式可得:積分上式可得:lnc = k1t + B 當當t = 0時,時,c = c0 (起始濃度),則(起始濃度),則B = lnc。故上式可表。故上式可表示為:示為:Lnc0/c = k1t 或或 k1 = (1/t)lnc0/c 亦可表示為:亦可表示為:c = c0e-k

19、1t 若以若以a表示表示t = 0 時的反應物的濃度,以時的反應物的濃度,以x表示表示t時刻已反應時刻已反應掉的反應物濃度,于是式可寫為:掉的反應物濃度,于是式可寫為:k1 = (1/t)lna/a-x 一級反應的特征是:一級反應的特征是:速率常數速率常數k1的數值與所用濃度的單位無關,其量綱為的數值與所用濃度的單位無關,其量綱為時間時間1,其單位可用,其單位可用s1,min-1或或h1等表示。等表示。當反應物恰好消耗一半,即當反應物恰好消耗一半,即x = a/2時,此刻的反應時時,此刻的反應時間記為間記為t1/2(稱之為半衰期),則:(稱之為半衰期),則:k1 = ln2/t1/2T1/2=

20、 0.6932/k1 以以lgc對對t作圖應為一直線,其斜率為作圖應為一直線,其斜率為-k1/2.303。2、溫度對反應速率的影響、溫度對反應速率的影響 溫度對反應速率的影響,主要體現在對速率常數溫度對反應速率的影響,主要體現在對速率常數k的影響上。的影響上。Arrhenius(阿侖尼烏斯)總結了(阿侖尼烏斯)總結了k 與與 T 的經驗公式:的經驗公式:RTEaAek 根據根據 Arrhenius 公式,知道了反應的公式,知道了反應的 Ea、A 和某溫和某溫度度 T1 時的時的 k1,即可求出任意溫度,即可求出任意溫度 T2 時的時的 k2。由對數式:。由對數式:lg k1 = ln A lg

21、 k2 = ln A 得得: lgk2/k1 = 1303. 2RTEa2303. 2RTEa)11(303. 221TTREa3、催化劑對反應速率的影響、催化劑對反應速率的影響(1)催化劑和催化反應)催化劑和催化反應(催化反應分為均相催化和非均催化反應分為均相催化和非均相催化兩類相催化兩類) 反應和催化劑處于同一相中,不存在相界面的催化反應和催化劑處于同一相中,不存在相界面的催化反應,稱均相催化。如:反應,稱均相催化。如:NO2 催化催化 2SO2 + O2 = 2SO3 ;若產物之一對反應本身有催化作用,則稱之為自催化反若產物之一對反應本身有催化作用,則稱之為自催化反應。如:應。如:2Mn

22、O4-+ 6H+ + 5H2C2O4 = 10CO2 + 8H2O + 2Mn2+ 反應物和催化劑不處于同一相,存在相界面,在相反應物和催化劑不處于同一相,存在相界面,在相界面上進行的反應,叫做多相催化反應或非均相催化,復相催界面上進行的反應,叫做多相催化反應或非均相催化,復相催化。例如:化。例如:Fe 催化合成氨(固催化合成氨(固氣);氣);Ag 催化催化 H2O2 的分解的分解(固(固液)液)(2)催化劑的選擇性)催化劑的選擇性 特定的反應有特定的催化劑。如:特定的反應有特定的催化劑。如: 2SO2 + O2 = 2SO3的催化劑的催化劑 V2O5 NO2 Pt;CO + 2H2 = CH

23、3OH的催化劑的催化劑 CuO-ZnO-Cr2O3; 酯化反應的催化劑酯化反應的催化劑 濃硫酸濃硫酸 濃硫酸濃硫酸 + 濃磷酸濃磷酸 硫酸鹽硫酸鹽 活性鋁活性鋁 同樣的反應,催化劑不同時,產物可能不同。如:同樣的反應,催化劑不同時,產物可能不同。如: CO+2H2 = CH3OH(催化劑(催化劑CuO-ZnO- Cr2O3);); CO+3H2 =CH4 +H2O(催化劑(催化劑Ni + Al2O3) 2KClO3 = 2KCl + O2(催化劑(催化劑MnO2);); 4KClO3 = 3KClO4 + KCl(無催化劑)。(無催化劑)。(3)催化機理)催化機理催化劑改變反應速率,減小活化能

24、,提高產率,不涉及催化劑改變反應速率,減小活化能,提高產率,不涉及熱力學問題。如:熱力學問題。如:A + B = ABEa 很大,無催化劑,慢;加入催化劑很大,無催化劑,慢;加入催化劑 K,機理改變了:,機理改變了:A + B + K = AK + B = AB + K ,快。,快。 可以看出,正、逆反應的活化能降低。正逆反應加快,但不改變可以看出,正、逆反應的活化能降低。正逆反應加快,但不改變熱力學數據熱力學數據!例如:例如:NO2 催化氧化催化氧化 SO2 的機理:的機理:總反應為:總反應為: SO2 + 1/2O2 = SO3Ea 大,加大,加 NO2催化機理為:催化機理為:2SO2 +

25、 NO2 = SO3 + NO Ea 小小 NO + 1/2O2 = NO2 Ea” 小小二、化學平衡二、化學平衡(一)化學平衡的條件(一)化學平衡的條件 GT,P 0 正反應自發進行;正反應自發進行; GT,P = 0 達化學平衡達化學平衡化學平衡的條件;化學平衡的條件;GT,P 0 正反應不自發(逆反應自發)。正反應不自發(逆反應自發)。 化學反應達平衡時:化學反應達平衡時:從熱力學角度:等溫等壓,從熱力學角度:等溫等壓,Wf = 0:應:應GT,P = 0從動力學角度:從動力學角度:r+ = r反應物和生成物的濃度不變,即存在一個平衡常數。反應物和生成物的濃度不變,即存在一個平衡常數。(

26、二)實驗平衡常數(二)實驗平衡常數a A + b B d D + e EKc=baedBAED Kp = bBaAeEdDpppp)()()()(pK= baedBAED(RT) )()(baed(三)標準平衡常數和等溫方程式(三)標準平衡常數和等溫方程式 1、標準平衡常數:、標準平衡常數: 等溫等壓下,對理想氣體反應:等溫等壓下,對理想氣體反應: f h H0pKeppdpphppppEDHfF0000= 0mrG= 0lnpKRTr Gm =r Gm0 + eppdpphppppRTEDHfF0000ln2、純固體或純液體與氣體間的反應(復相反應)、純固體或純液體與氣體間的反應(復相反應)

27、 例如:例如: 是一個多相反應,其中包含兩個不同的純固體和一個純氣體。是一個多相反應,其中包含兩個不同的純固體和一個純氣體。化學平衡條件化學平衡條件 ,適用于任何化學平衡,不是論是均相,適用于任何化學平衡,不是論是均相的,還是多相的。的,還是多相的。)()()(23gCOsCaOsCaCO0mrG02lnppRTrGCOm(四)平衡常數的測定和平衡轉化率的計算(四)平衡常數的測定和平衡轉化率的計算 1、平衡常數的測定:、平衡常數的測定:測定平衡常數實際上是測定平衡體系中各物質的濃度(確切地測定平衡常數實際上是測定平衡體系中各物質的濃度(確切地說是活度)或壓力。視具體情況可以采用物理或化學的方法

28、。說是活度)或壓力。視具體情況可以采用物理或化學的方法。 (1)物理方法:測定與濃度有關的物理量。如壓力、體積、)物理方法:測定與濃度有關的物理量。如壓力、體積、折射率、電導率等。折射率、電導率等。優點:不會擾亂體系的平衡狀態。優點:不會擾亂體系的平衡狀態。缺點:必須首先確定物理量與濃度的依賴關系。缺點:必須首先確定物理量與濃度的依賴關系。 (2)化學方法:利用化學分析的方法直接測定平衡體系中各)化學方法:利用化學分析的方法直接測定平衡體系中各物質的濃度。物質的濃度。缺點:加入試劑往往會擾亂平衡,所以分析前首先必須使平衡缺點:加入試劑往往會擾亂平衡,所以分析前首先必須使平衡“凍結凍結”。通常采

29、取的方式是:驟然冷卻,取出催化劑或加入阻化劑等。通常采取的方式是:驟然冷卻,取出催化劑或加入阻化劑等。 2、平衡轉化率的計算:、平衡轉化率的計算: (1)平衡轉化率(亦稱理論轉化率或最高轉化率)平衡轉化率(亦稱理論轉化率或最高轉化率) (2)平衡產率(最大產率)平衡產率(最大產率) 以產品來衡量反應的限度以產品來衡量反應的限度0102lnKK= 21120TTTTRHmr【例題【例題1】:】:338 K時時N2O5氣相分解的速率常數為氣相分解的速率常數為0.29 min-1,活,活化能為化能為103.3 kJmol1,求,求353 K時的速率常數時的速率常數k及半衰期及半衰期t1/2。【解析】

30、:【解析】:(1)求)求353K時的速率常數時的速率常數 T1 = 383 K,k1 = 0.292 min-1。 Ea = 103.3 kJ.mol-1,T2 = 353 K。 根據公式根據公式lnK2/K1 = Ea/R(1/T1-1/T2)代入實驗數值:)代入實驗數值: LnK2/0.292 =1.033105(1/338-1/353) k2 = 1.392 min-1。(2)求)求353 K時的時的t1/2 根據公式根據公式t1/2 = 0.693/k代入代入k2具體值得具體值得 t1/2 = 0.693/k2 = 0.4978 min。【例題【例題2】:】:773K時,將時,將2.0

31、0 mol SO2和和3.00 mol O2充入容充入容積為積為10.00 dm3的密封容器中,平衡時有的密封容器中,平衡時有1.90 mol SO3生成。計生成。計算反應:算反應:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 的的kc、kp以及以及SO2的的轉化率。轉化率。【解析】:根據題意,此反應是在等溫等容條件下進行的。【解析】:根據題意,此反應是在等溫等容條件下進行的。 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)起始濃度起始濃度/ moldm3 2.00/10 3.00/10 0變化濃度變化濃度/ moldm3 1.90/10 1/21.90/10 1.90/10平衡濃度平

32、衡濃度/ moldm3 0.10/10 2.05/10 1.90/10kc = 1.8 103 dm3molkp = kc(RT)-V = 1.8 103 dm3mol1(8.31k Padm3mol1K1773K)-1SO2的轉化率的轉化率 = 1.90/2.00 x100%= 95.0 %【例題【例題3】:碳酸鈣在密閉容器中加熱分解產生氧化鈣】:碳酸鈣在密閉容器中加熱分解產生氧化鈣和二氧化碳并達到平衡:和二氧化碳并達到平衡:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)已知已知298K時的數據如下:時的數據如下: ).(1molkJHmf).(1molkJGmf物質物質CaCO3(s) Ca

33、O(s) CO2(g)1206.9 -635.6 -393.5-1128.8 -604.2 -394.4求求298K時分解反應的時分解反應的Kp和分解壓。在石灰窯中欲使和分解壓。在石灰窯中欲使CaCO3(s)以一定的速度分解以一定的速度分解,CO2的分壓應不低于的分壓應不低于101325 Pa,試計算石灰,試計算石灰窯溫至少維持在多少度?(假設此反應的窯溫至少維持在多少度?(假設此反應的Cp=0)【解析】:【解析】:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),), Kp=PCO2/P0,298K時,時, rHm=-635.6-393.5+1206.9 =177.8 (KJ/mol) rGm=

34、-604.2-394.4+1128.8 =130.2 (KJ/mol)exp(298,298,RTGKmrP23105 . 1)298314. 8130200exp(分解壓分解壓 = 1.5 1023101325 = 1.521018 Pa設設CO2的分壓應不低于的分壓應不低于101325Pa時時 ,石灰窯溫至少維持在,石灰窯溫至少維持在T K,1101325101325,ppKCOTP211211lnTTRHKKHmrPPm,為常數時,T12981314. 8177800105 . 11ln23T = 1113 K【例題【例題4】:】:1273K時時H2O(g) 通過紅熱的鐵生產通過紅熱的鐵生產H2,發生如下反,發生如下反應:應:Fe(s) + H2O(g) FeO(s)+H2(g),反應的平衡常數,反應的平衡常數KP = 1.49(K p是以各平衡混合氣體分壓表示的化學平衡常數)。是以各平衡混合氣體分壓表示的化學平衡常數)。(1)每生產)每生產1.00 mol氫氣需通入水蒸氣的物質的量為多少?氫氣需通入水蒸氣的物質的量為多少?(2)1273K時,若反應體系中只有時,若反應體系中只有0.30 mol的鐵并通入的鐵并通入1.00 m

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