加压下气象反应的反应焓和化学平衡常数

加压下气象反应的反应焓和化学平衡常数周胜13化工一班1303021005一、理想气体和实际气体的状态方程理想气体的物理模型特征：(1)气体分子本身的体积可以忽略不计；(2)分子之间的相互作用可以忽略，分子间的碰撞是完全弹性的碰撞，理想气体的数学模型是理想气体状态方程。即：PVid=RT式中，p,T和分别是气体的压力、温度和1mol理想气体所占据的体积；R为摩尔气体常数8.314J/(mol.K)。对于偏离理想气体的实际气体，引入压缩因子Z，则：当Z≠1，即表明偏离理想气体，Z为相同温度及压力下，1mol实际气体体积Vm与1mol理想气体体积之比。单原子气体在较大p、T范围内服从理想气体状态方程，气体分子越复杂，或极性越大，偏离理想状态也越大，离临界状态越近、偏离也越大。另一种在工程上常用的计算气体混和物的pVT关系的方法，是按简单摩尔分数平均法求取的虚拟临界参数Tcm、Pcm和ωcm，即式中，TciPciωci是组分的临界温度，临界压力和临界偏心因子。二、气体的摩尔定压热容和气相反应的摩尔反应焓1、气体混合物的摩尔定压热容式中Hρθ为理想气体于定压pθ下的摩尔焓，Cpθ为摩尔定压热容。J/(mol*k)组分i的与温度的关系式表达为温度的多项式：混合气体的标准摩尔定压热容可用同温度下i组分的和简单摩尔分数平均法计算：mpVZRT,cmicicmicicmiciTyTpypy,ppdHcdT23,0123piiiiicAATATAT,,()pmixipicycT工程上可按各组分在分压pi(pi=pyi)及同一温度下的热容cp(pi,T)按简单摩尔分数平均法来计算加压下混合气体的摩尔定压热容。2、气相反应的摩尔反应焓等温等压下关键组分的反应进度由ξ1变为ξ2时反应的焓变称为反应焓。摩尔反应焓(⊿rH)是⊿ξ为1mol的反应焓变，单位kJ/mol。计算摩尔反应焓时应按化学计量数为1的关键组分来表达化学计量式。气相反应的标准摩尔反应焓⊿rHΘ为处于压力pӨ=0.1MPa理想气体的标准状态下的摩尔反应焓，其值与温度有关。加压下实际气体摩尔反应焓计算图：三、实际气体的化学反应平衡常数1、气相化学反应平衡常数上标*表示处于平衡状态。以逸度表示的平衡常数Kf只决定于反应本性和温度，而与总压p及平衡组成无关。气相反应中组分i的逸度：式中Фi为逸度因子，其值与反应本性、温度、压力和平衡组成有关。等压下Kf与温度的关系可表示为：对于吸热反应：,,()pmixipicycT****MABLMpABppKppiiiiifppy2lnfrpKHTRTln0,0frpKHT即Kf虽温度的升高而增大；对于放热反应：即Kf虽温度的降低而增大。2、操作参数对产物平衡组成的影响有参考文献：化学反应工程主炳辰2005.7第三版化学工业出版社化工热力学陈忠秀第三版化学工业出版社物理化学何杰2013.8第一版化学工业出版社ln0,0frpKHT****MABLMABK令************MMMiABABABLMLMLMfpyABABABffppKKKKKpffpp