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從平衡系統(tǒng)中不斷將產(chǎn)物分離取出,使生成物的濃度(或分壓)不斷降低,則平衡將不斷地向產(chǎn)物方向移動,直到某原料基本上被消耗完全。這樣也可充分利用原料,提高實際產(chǎn)率。 。玻畨毫瘜W平衡的影響 壓力變化對化學平衡的影響應視化學反應的具體情況而定。對只有液體或固體參與的反應而言,改變壓力對平衡影響很小,可以不予考慮。但對于有氣小型噴霧干燥機態(tài)物質(zhì)參與的平衡系統(tǒng),系統(tǒng)壓力的改變則可能會對平衡產(chǎn)生影響。如合成氨反應:N(g)+3H(g)2NH(g) 233 砓 在一定溫度、壓力(p)下達平衡,平衡常數(shù)為K。 1總 砓2 K=[p(NH)/p] 砓13砓砓3 [p(N)/p][p(H)/p] 1212 如果改變總壓力(例如壓縮總?cè)莘e),使新的總壓p=2p,此時 2總1總 p(N)=2p(N),p(H)=2p(H),p(NH)=2p(NH) 221222122313 砓2 則J=
[p(NH)/p] 23砓砓3 [p2(N)/p][p2(H2)/p] 2 第四節(jié) 化學反應限度———化學平衡35 砓2 [2p(NH)/p] 13 = 砓砓3 [2p(N)/p][2p(H)/p] 1212 砓 =1/4K 砓 J<K因此增加總壓后,將使平衡向右移動,反應向正方向進行。 砓砓 如果改變總壓使新的總壓p2總=1/2p1總,則J=4K>K,因此降低總壓后,平衡向左移動,反應向逆方向進行! ∽屑毞治龊铣砂钡姆磻,可以看出壓力對化學平衡影響的原因在于反應前后氣態(tài)物質(zhì)的化學計量數(shù)之和6 νB(g)≠0。增加壓力,平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動;降低壓力,平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動。顯然,如果反應前后氣體分子數(shù)沒有變化,6 νB(g)=0,則改變總壓對化學平衡沒有影響! ±,對反應:C(s)+HO(g)CO(g)+H(g)而言,增加總壓力將使 22 平衡逆向移動,使水煤氣的產(chǎn)率降低;而降低總壓力將使平衡正向移動,使水煤氣的產(chǎn)率增加! ⌒枰貏e指明的是,上述情況中改變總壓力的方法,是通過改變反應體系的總?cè)莘e來改變總壓力的(壓縮總?cè)莘e使體系壓力增加,擴大總?cè)莘e使總壓力降低)。在這種情況下,總壓力的增加或降低,導致各氣體組分的平衡分
壓相應地成比例地增減。因而才會引起J的變化,導致平衡移動。但若向體系中加入某 p 種新的氣體組分(如加入某種惰性氣體),而不改變體系的總?cè)莘e,那么體系的總壓力雖然也會增加,但并不會引起平衡的移動。因為這種情況下,各組分氣體的平衡分壓沒有變化,J也不會變化。 p 例110 已知反應N2O4(g)2NO2(g)在總壓為101.3kPa和溫度為325K時達到平衡,N2O4(g)的轉(zhuǎn)化率為50.2%。試求: (1)該反應的K砓; (2)相同溫度,壓力為5×101.3kPa時N2O4(g)的平衡轉(zhuǎn)化率 α! 〗猓海ǎ保┰O該反應起始時,n(N2O4)=1mol,N2O4(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為 α。 N2O4(g)2NO2(g) 起始時物質(zhì)的量/mol。薄。啊 ∑胶鈺r物質(zhì)的量/mol1 α2α 平衡時總物質(zhì)的量/mol1α+2α=1+α 平衡分壓pB/kPa1 α×101.3kPa 。α×101.3kPa 1+α1+α 標準平衡常數(shù)K砓=[p(NO2)/p砓]2/[p1(N2O4)/p砓]
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