计算合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在673K时的标准平衡常数 并指出在673K 下列三种情况下反应向
计算合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在673K时的标准平衡常数,并指出在673K,下列三种情况下反应向何方向进行? (1)P(NH3)=304kPa,P(N2)=171 kPa,P(H2)=2 022kPa; (2)p(NH3)=600kPa,P(N2)=625kPa,P(H2)=1 875kPa; (3)p(NH3)=100kPa,P(N2)=725kPa,P(H2)=2 175kPa。 在没有平衡浓度或平衡分压时,标准平衡常数KΘ 可由标准吉布斯函数变[△rGΘm]求得:△rGΘm(T)=-RTlnKΘ ,而 △rGΘm(T)≈△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K),所以,可根据热力学数据表中反应物和生成物的标准摩尔生成焓△rHΘm(298K)和标准摩 尔熵SΘm(298K)计算反应的标准焓变△rHΘm(298K)和标准熵变 △rSΘm(298K),进而计算出标准平衡常数KΘ。 气体反应在一定反应物和生成物分压下的方向,可由反应商J与平衡常数KΘ相对大小进行判断。
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正确答案:×
查表,反应物和生成物的△fHΘm(298K)和SΘm(298K)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△fHΘm(298K)/kJmol-100-46.11SΘm(298K)/Jmol-1K-1191.50130.57192.34△rHΘm(298K)=2△fHΘm(NH3,g)-[△fHΘm(N2,g)+3△fHΘm(H2,g)]=2×(-46.11)kJmol-1=-92.22kJmol-1△rSΘm(298K)=2SΘm(NH3,g)-[SΘm(N2,g)+3Θm(H2,g)]=[2×192.34-(191.50+3×130.57)]Jmol-1·K-1=-198.53Jmol-1K-1△rGΘm(673K)≈△fSΘm(298K)-673△rSΘm(298K)=[-92.22-673×(-198.53×10-3)]Jmol-1K-1=41.39Jmol-1K-1△rGΘm(673K)=-RTlnKΘ(673K)lnKΘ(673K)=-7.397KΘ(673K)=6.13×10-4(1)P(NH3)=304kPa,P(N2)=171kPa,P(H2)=2022kPa;J=6.537×10-4J>KΘ,反应逆向进行。因为,与KΘ数值接近,所以逆向进行趋势不大。p(NH3)=600kPa,P(N2)=625kPa,p(H2)=1875kPa;
