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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(dòng),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(shí)際產(chǎn)率。 。玻畨毫(duì)化學(xué)平衡的影響 壓力變化對(duì)化學(xué)平衡的影響應(yīng)視化學(xué)反應(yīng)的具體情況而定。對(duì)只有液體或固體參與的反應(yīng)而言,改變壓力對(duì)平衡影響很小,可以不予考慮。但對(duì)于有氣小型噴霧干燥機(jī)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(huì)對(duì)平衡產(chǎn)生影響。如合成氨反應(yīng):N(g)+3H(g)2NH(g) 233 砓 在一定溫度、壓力(p)下達(dá)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(shí) 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(xué)反應(yīng)限度———化學(xué)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(dòng),反應(yīng)向正方向進(jìn)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(dòng),反應(yīng)向逆方向進(jìn)行! ∽屑(xì)分析合成氨的反應(yīng),可以看出壓力對(duì)化學(xué)平衡影響的原因在于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)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(dòng);降低壓力,平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動(dòng)。顯然,如果反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒(méi)有變化,6 νB(g)=0,則改變總壓對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)有影響! ±,對(duì)反應(yīng):C(s)+HO(g)CO(g)+H(g)而言,增加總壓力將使 22 平衡逆向移動(dòng),使水煤氣的產(chǎn)率降低;而降低總壓力將使平衡正向移動(dòng),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(guò)改變反應(yīng)體系的總?cè)莘e來(lái)改變總壓力的(壓縮總?cè)莘e使體系壓力增加,擴(kuò)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(dǎo)致各氣體組分的平衡分
壓相應(yīng)地成比例地增減。因而才會(huì)引起J的變化,導(dǎo)致平衡移動(dòng)。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(huì)增加,但并不會(huì)引起平衡的移動(dòng)。因?yàn)檫@種情況下,各組分氣體的平衡分壓沒(méi)有變化,J也不會(huì)變化。 p 例110 已知反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)在總壓為101.3kPa和溫度為325K時(shí)達(dá)到平衡,N2O4(g)的轉(zhuǎn)化率為50.2%。試求: 。ǎ保┰摲磻(yīng)的K砓; 。ǎ玻┫嗤瑴囟,壓力為5×101.3kPa時(shí)N2O4(g)的平衡轉(zhuǎn)化率 α! 〗猓海ǎ保┰O(shè)該反應(yīng)起始時(shí),n(N2O4)=1mol,N2O4(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為 α。 N2O4(g)2NO2(g) 起始時(shí)物質(zhì)的量/mol。薄。啊 ∑胶鈺r(shí)物質(zhì)的量/mol1 α2α 平衡時(shí)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(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K砓=[p(NO2)/p砓]2/[p1(N2O4)/p砓]