化工熱力學(xué)chap9相平衡-資料下載頁
2025-01-19 11:13本頁面
【正文】 2 m=3 ， C ， H ， O ∴ r =N m=53=2 必須具備有線性代數(shù)知識。大家下去看 [例 109， P255] 46 三 . Duhem理論 他認(rèn)為：對于任何封閉的反應(yīng)系統(tǒng) ， 若任意兩個獨(dú)立的變量確定后 ， 該系統(tǒng)就處于平衡狀態(tài) 。 這就說明了當(dāng) T， P固定時，整個系統(tǒng)的平衡狀態(tài)就已確定，即可以求出已知原始組成系統(tǒng)所對應(yīng)的平衡組成。 47 復(fù)雜反應(yīng)物系中的化學(xué)平衡 一 . 復(fù)雜反應(yīng)系統(tǒng)的處理 以 С 01轉(zhuǎn)化為例： CH4+H2O== CO+3H2 主反應(yīng) 同時還有可能發(fā)生其他 10個反應(yīng) ， 這些反應(yīng)就是我們講義 P258反應(yīng) （ 1） （ 11） ， 處理復(fù)雜反應(yīng)的化學(xué)平衡 ， 一般說要 分為四個步驟 來進(jìn)行 。 1． 列出系統(tǒng)中所有可能發(fā)生的反應(yīng) ， 反應(yīng) （ 1） — （ 11） 2． 挑選主要反應(yīng) 48 選擇原則： （ 1） K值很小的反應(yīng)可略去，反應(yīng)（ 4） （ 8） 5個反應(yīng)略。 （ 2）在特定條件下可略去一些反應(yīng) （ A） 反應(yīng)速度很慢，由動力學(xué)決定。 （ B）由初始組成可略去一些反應(yīng)， H2O過量時，可略去 （ 9） （ 11） （ 3）挑選獨(dú)立反應(yīng)，用公式法 r =Nm=53=2 3 進(jìn)行平衡計算 復(fù)雜反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)平衡計算其原理同簡單反應(yīng)平衡計算原理是相同的，只是計算要復(fù)雜些 . 49 二．等溫復(fù)雜反應(yīng)的化學(xué)平衡 兩種方法 :一種是平衡常數(shù)法，另一種是總自由焓極值法。 氣體用公式 一般用公式 iiaK ????ijijij aK????iif fK ????ijijij fK????1．平衡常數(shù)法（ ε 法） （ 1） 計算關(guān)系式 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，平衡組成的計算式為： 對簡單反應(yīng) 或 復(fù)雜反應(yīng) 50 當(dāng)復(fù)雜反應(yīng)為理想氣體時 ? ? ijpyK iiij ?????? ? ijpyK iiij ????? ? ijpyK iij ???據(jù)復(fù)雜反應(yīng)系統(tǒng)的性質(zhì)可分為下述 三種情況 ： 當(dāng)復(fù)雜反應(yīng)為非理想氣體時 當(dāng)復(fù)雜反應(yīng)為理想液體時 用一個例子來具體地討論復(fù)雜系統(tǒng)的平衡計算問題 51 求： Kj與 yi fG0?% ???onmo ln N % ???（ 2）應(yīng)用舉例（ P259 例 1010） 分析：系統(tǒng)中有 C、 H O CO、 CO N H2O （ N=7） P= T， （對應(yīng) T下的標(biāo)準(zhǔn)自由焓） N0H2O=1mol n0空 = 52 （ 4） 進(jìn)行平衡計算 OHOH 222 21 ??COOC ?? 22122 COOC ???解：對此題首先 （ 1）寫出所有可能的反應(yīng) （ 1） （ 2） （ 3） (2）選主要反應(yīng) 略 （ 3）選獨(dú)立反應(yīng) r =Nm=74=3 53 （ A） 1? ?ca? ? ijPyK iij ???212121211221222???? pyyyPPPyPyKohOHOHOH（ C為固體） 高 T，低 P，可按理想氣體處理，理想氣體平衡常數(shù)計算式為： （ C） 212122pyyKoco ??223ocoyyK ?（ B） 54 據(jù) ?? iiji ddn ??12 ???HnnyH12???由初始組成對上式積分，得： 321 2122 ??? ????onny o321 2122??? ????112 ???OHn2??con32 ??con ?Nnny N2 ?21 212 ?? ???? ?innny OH112???nyCO2??ny CO32??55 欲求 ε i， 還需要求出 Kj值 ? ?ji fy ??? ?? ?? ?? ? 213211212112121??????????? PnK? ? 213212122212????????PK? ?32133 212????????K關(guān)系代入到上述（ A） （ B） （ C）三式，整理，得： 把 56 又 ∵ RTGKRTG ff00Klnln ???????? ? ???? ? 生成物iff GG ,00 ? ?反應(yīng)物? ? ifG ,0利用基本關(guān)系式 同理求出 K2=*108 K3=6*1013 ? ? m olJGGGG ofHfOHf 1644970016449721 222 ,0,0,010 ???????????? ??????? 16449/ln 101 ?????? RTGK1500K時， K1=*105 57 注意 : ? 有關(guān)平衡常數(shù)法計算復(fù)雜反應(yīng)的平衡 ， 應(yīng)用于獨(dú)立的反應(yīng)方程個數(shù)不太多時 。 ? 當(dāng)復(fù)雜反應(yīng)體系中獨(dú)立的反應(yīng)方程數(shù)很多時 ， 直接來解多個方程就顯得非常復(fù)雜 ， 要用總自由焓極值法 . 將 Kj值代入（ A）、（ B）、（ C）三個式子中，三個方程，三個未知數(shù)，解這三個方程，就可以解出三個反應(yīng)進(jìn)度 ε j。 其他溫度下對應(yīng)的 ε j也可以按同樣方法計算，其計算結(jié)果講義上也羅列成表，大家下去自看。 58 2．總自由焓極值法 59
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