基础燃烧理论义 陈正（比京大学工学院z@pku.edu.cn2014/120 2.2化学平衡 问题：封闭系统中在初始时刻有1 mole CO2,给定压力为P=10am,温度为 T=2500K。假设仅有可逆反应C0,一C0+0.502。问：化学平衡时封闭系统中 C02,C0和O2的摩尔数。 >热力学方程 单组分封闭系统：每个热力学状态量为其它两个状态量的函数。例如， E=E(S,门，P=nRT(n为摩尔数，R为气体常数) 多组分封闭系统：E=ES,V,),其中为m,组分i的摩尔数。组分种类数目为 N. -偿+袋内 TP一化学势= Gs自由能：G=H-,G=-T+P+交ua,4=品 >化学平衡条件 初态(0)：1 mole CO2,P=10atm,T=2500K 终态(t→，也称为平衡态)：？mole C02/C0/O2,P=10atm,T=2500K 约束条件：化学反应C02一C0+0.502达到平衡态，即熵最大/化学势最低 /Gibbs自由能最低。假设有CO2离解的百分数为a,即有amole CO2经反应生成 C0和02：C02(1-a)C02+cC0+0.5a02。(注：质量守恒和元素守恒自动 满足。) 基础燃烧理论义 陈正 (北京大学 工学院 cz@pku.edu.cn) 2014/1/20 9 2.2 化学平衡 问题：封闭系统中在初始时刻有 1 mole CO2，给定压力为 P=10 atm，温度为 T＝2500K。假设仅有可逆反应 2 O2 CO  CO  0.5 。问：化学平衡时封闭系统中 CO2，CO 和 O2 的摩尔数。  热力学方程 单组分封闭系统：每个热力学状态量为其它两个状态量的函数。例如， E=E(S,V)，P=nR0 T/V (n 为摩尔数，R0 为气体常数)。 多组分封闭系统：E=E(S,V,ni)，其中为 ni组分 i 的摩尔数。组分种类数目为 N。                  N i S V n i i V n S n dn n E dV V E dS S E dE i i i i j 1 , , , , ( ) ( ) ( ) ( ) V ni S E T , ( )    ， S ni V E P , ( )     ，化学势 ( ) , , ( )S V nj j i i i n E          N i dE TdS PdV i dni 1 ( ) 焓： H  E  PV ，     N i dH TdS VdP i dni 1 ( )， ( ) , , ( )S P nj j i i i n H      Gibbs 自由能：G  H  TS ，      N i dG SdT VdP i dni 1 ( )， ( ) , , ( )T P nj j i i i n G       化学平衡条件 初态(t=0)：1 mole CO2，P=10 atm，T＝2500K 终态(t→∞，也称为平衡态)：? mole CO2/CO/O2，P=10 atm，T＝2500K 约束条件：化学反应 2 O2 CO  CO  0.5 达到平衡态，即熵最大/化学势最低 /Gibbs 自由能最低。假设有 CO2 离解的百分数为 α，即有 α mole CO2 经反应生成 CO 和 O2： 2 2 O2 CO  (1 )CO  CO  0.5 。(注：质量守恒和元素守恒自动 满足。)