沈阳工业大学：《化工热力学 Chemical Engineering thermodynamics》教学资源（PPT课件）第八章 化学反应平衡

8化学反应平衡 8.1化学反应平衡基础 82化学反应平衡常数

8 化学反应平衡 8.1 化学反应平衡基础 8.2 化学反应平衡常数

81化学反应平衡基础 化学反应的计量关系和反应进度 4+22+…=|443+24+ υ.|为化学计量系数 stoichiometric coefficient U.为化学计量数 [stoichiometric number 反应物的υ,取负值,生成物的υ取正值

8.1 化学反应平衡基础 化学反应的计量关系和反应进度 1 A1 + 2 A2 += 3 A3 + 4 A4 + ∣υi∣为化学计量系数 stoichiometric coefficient υi为化学计量数stoichiometric number 反应物的 υi取负值，生成物的υi取正值

考虑下列化学反应 N+3H、2NH 1,Vu2=-3 H2 2 反应进行时,各物质量的变化dn与v的比值 都相等。 NH N/3

考虑下列化学反应 nN2 = -1, nH2 = -3, nNH3= 2 反应进行时，各物质量的变化dni与ni的比值 都相等。 2 2 3 N H NH +3 2  n n n d dn dn dn N H NH H H N N = = = 3 3 2 2 2 2

dn1与Vv的普遍关系为 dn=vde E为反应进度 E=0的n=n ∫=de n:= no+v:c n=∑n=∑(mn+VE)=n+1E +V:c yi ∑ ∑n。v=∑ nn+vE

= 0 时 ni = ni o    =  n  o i n n dni d i io = + n  ni nio i dni与ni的普遍关系为 dn n d i = i  为反应进度 = = +n  = +n i i o i no n n ( n ) n ni no ni o n n i + n + n  = = o i io i i n n n n y

例8-1系统发生下列反应 CH+ho CO+3H 各物质的初始含量为1moCH4,2moH2O,1moCO和 5moH2。求n;和y对的函数关系式 解 ∑ n.=1+2+1+5=9 v=∑v1=-1-1+1+3=2

例8-1 一系统发生下列反应 各物质的初始含量为1molCH4 ,2molH2O,1molCO和 5molH2 。求ni和yi对的函数关系式。 解 4 2 2 CH H O CO H + +3 1 1 1 3 2 1 2 1 5 9 = = − − + + = = = + + + =   i no ni o n n

+V: C n: =n+v: c y nn。+V ho =2-E CH 9+2E 2co=l+c 2-E n=5+38 9+2E 1+E CO CHS 9+2E 5+3E 9+2E

= 2 − nH2 O =1+ nCO 5 3 2 nH = + = + n  ni nio i =1− CH4 n + n + n  = = o i io i i n n n n y   9 2 1 4 + − yCH =   9 2 2 2 + − yH O =   9 2 1 + + yCO =   9 2 5 3 2 + + yH =

如果系统中有N个组分,同时有个独立反应发生 ∑ (=12,…,N n2.=n.+ ∑ 1;为第j个反应中谁组分的化学计量数 n=∑m+∑∑1=+∑∑v 定义v=∑v

如果系统中有N个组分，同时有r个独立反应发生 υi,j为第j个反应中i组分的化学计量数 n n (i , , ,N) r j i i o i, j j 12  1 = + = = n  dn d (i , , ,N) r j i i, j j 12  1 = = = n  j r j N i i, j N i r j i, j j N i n ni o n  n  n  = = = = =       = + = + 1 1 0 1 1 1 定义 =  N i j i, j 1 n n

n=n+>vE +∑v y n+>v8

= = + r j n no j j 1 n    = = + + = r j o j j r j i o i, j j i n n y 1 1 n  n 

CH.H,0 CoCO, H, v, 0 32 2 -20142 n=n+> v. =1.2.….N ncH,=3 CO CO 2 n0=5-61-2E2 3E1+4

i j CH4 H2O CO CO2 H2 υj 1 -1 -1 1 0 3 2 2 -1 -2 0 1 4 2 n n (i , , ,N) r j i i o i, j j 12  1 = + = = n  2 5 1 2 2 = − −  nH O 1 =  nCO2 3 1 4 2 =  +  nH 4 3 1 2 = − − nCH 2 2 =  CO n

n.=3+5+0+0+0=8 +∑v1=8+26+2 3-E1 2. CH 8+21+2E,VH,O 8+2E1+2 CO 8+2E,+28 CO 2 8+2E,+2E 361+4E2 yH28+26+2

no =ni o = 3+5+0+0+0 = 8 1 2 1 = +n  = 8+ 2 + 2 = r j n no j j 1 2 1 2 8 2 2 3 4     + + − − yCH = 1 2 1 2 8 2 2 5 2 2     + + − − yH O = 1 2 1 8 2 2  + + yCO = 1 2 2 8 2 2 2    + + yCO = 1 2 1 2 8 2 2 3 4 2     + + + yH =