溫度對(duì)的影響范特霍夫方程

關(guān)于溫度對(duì)的影響范特霍夫方程2范特霍夫方程范特霍夫方程:第2頁,共14頁，2024年2月25日，星期天3范特霍夫方程的積分式某固體恒溫恒壓下分解產(chǎn)生氣體,此過程吸熱,試問此固體的熱穩(wěn)定性如何?_____A.高溫穩(wěn)定

B.低溫穩(wěn)定C.根據(jù)題給條件尚不能判斷

影響化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的因素有_____.A.溫度B.壓力C.反應(yīng)物配比D.惰性氣體第3頁,共14頁，2024年2月25日，星期天4范特霍夫——第一個(gè)榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的人

雅可比·亨利克·范特霍夫，荷蘭化學(xué)家，1852年8月30日生于荷蘭。因?yàn)樵诨瘜W(xué)動(dòng)力學(xué)和化學(xué)熱力學(xué)研究上的貢獻(xiàn)，獲得1901年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，成為第一位獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家。

1901年，瑞典皇家科學(xué)院收到的20份諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)候選人提案中，有11份提名范特霍夫

。他獲得首次諾貝爾獎(jiǎng)是當(dāng)之無愧的。

范特霍在荷蘭的臺(tái)夫特工業(yè)?？茖W(xué)校畢業(yè)后，來到德國的波恩，拜有機(jī)化學(xué)家佛萊德·凱庫勒為師，然后到法國巴黎向醫(yī)學(xué)化學(xué)家武茲學(xué)習(xí)。范特霍夫首先提出了碳的四面體結(jié)構(gòu)學(xué)說，是立體化學(xué)的開創(chuàng)者。同時(shí)他在化學(xué)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、滲透壓、化學(xué)免疫學(xué)等方面取得了重大成就。第4頁,共14頁，2024年2月25日，星期天5范特霍夫方程的積分式由基爾霍夫方程可知,當(dāng)反應(yīng)前后熱容變化很小,或溫度范圍不大時(shí),標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓可看作與溫度無關(guān)的常數(shù).第5頁,共14頁，2024年2月25日，星期天6范特霍夫方程的積分式不定積分式為：lnK

lnK

-1/T

關(guān)系

以lnK

對(duì)1/T作圖,可得一直線.由直線斜率可求反應(yīng)的.第6頁,共14頁，2024年2月25日，星期天7范特霍夫方程的積分式舉例：氨基甲酸銨分解反應(yīng)K?的測(cè)定。NH2COONH4（s）2NH3(g)+CO2(g)白色正方晶系，柱狀、板狀或片狀結(jié)晶性粉末。在干燥空氣中穩(wěn)定，但在

濕空氣中則放出氨而變成

碳酸氫銨。大氣壓下，在室溫下略有揮發(fā)，59℃時(shí)分解為氨及二氧化碳。在密封管中加熱至120～140℃時(shí)，失去水變?yōu)槟蛩亍?/p>

氨基甲酸銨氨基甲酸銨為有毒物品，毒性分級(jí)是中毒，急性毒性為靜脈-大鼠LD50:39毫克/公斤，靜脈-小鼠LD50:77毫克/公斤?？扇迹紵懦鲇卸镜趸锖桶睔?。是非管制化學(xué)藥品。第7頁,共14頁，2024年2月25日，星期天8范特霍夫方程的積分式得到：第8頁,共14頁，2024年2月25日，星期天9溫度的影響,定積分式例1.反應(yīng)C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)在1000K及1200K時(shí)的K

分別為2.472和37.55,試計(jì)算在此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)的平均標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓及1100K時(shí)的K

.故K

(1100K)=10.91得

rHm

=135.8kJ·mol

1根據(jù)范特霍夫等壓方程：第9頁,共14頁，2024年2月25日，星期天10溫度的影響,定積分式例2.已知各物質(zhì)在298.15K時(shí)的熱力學(xué)函數(shù)數(shù)據(jù)如下:

物質(zhì) C2H5OH(g)C2H4(g) H2O(g)

fHm

/kJ·mol

1

235.30 52.283

241.80Sm

/J·mol

1·K

1 282.0 219.45 188.74

對(duì)下列反應(yīng)C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)(1)求25℃時(shí)的

rGm

(298.15K)及K

(298.15K);(2)試估算400K時(shí)的K

(400K).(假定

rHm

為常數(shù)).(1)

rHm

(298.15K)=∑B

B

fHm

(B,298.15K)={52.28+(–241.8)–(–235.3)}kJ·mol

1

=45.78kJ·mol

1

rSm

(298.15K)=∑B

BSm

(B,298.15K)=(219.45+188.74–282.0)J·mol

1·K

1

=126.19J·mol

1·K

1第10頁,共14頁，2024年2月25日，星期天11K

(400K)=4.10

rGm

(298.15K)=

rHm

(298.15K)–T

rSm

(298.15K)=(45.78×103–298.15K×126.19)J·mol

1·K

1

=8156J·mol

1=-RTlnK

K

(298.15K)=3.724×10

2第11頁,共14頁，2024年2月25日，星期天12溫度對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響例3.丁烯脫氫制丁二烯的反應(yīng)為

CH3CH2CH=CH2(g)==CH2=CHCH=CH2(g)+H2(g)反應(yīng)過程中通以惰性組分H2O(g),丁烯與H2O(g)的物質(zhì)的量比為1:15,操作總壓力為203kPa,溫度為593℃.忽略摩爾反應(yīng)焓與溫度的關(guān)系,計(jì)算丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率.已知

物質(zhì)

fHm

(298K)/kJ·mol

1

fGm

(298K)/kJ·mol

1丁二烯 110.16 150.67

丁烯 －0.13 71.29

298K下反應(yīng)的

rHm

=110.29kJ·mol

1;

rGm

=79.38kJ·mol

1則

rSm

==103.7J·K

1mol

1用近似法,

rHm

和

rSm

都與溫度無關(guān):

rGm

(866K)=(110.29－866×103.7×10－3)kJ·mol

1

=20.46kJ·mol

1=-RTlnK

第12頁,共14頁，2024年2月25日，星期天13K

(866K)

丁烯(g)=丁二烯(g)+H2(g)H2O(g)

開始時(shí)nB/mol10015平衡時(shí)nB/mol1