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接下来我们要讲的是温度压力

以及惰性处分对化学平衡的影响

首先我们要了解一下温度对于化学平衡的影响

接下来是压力

最后介绍惰性组份

那么我们根据吉布斯汉姆霍兹方程

当反物处于标准状况时有这样的一个公式出来

其实这一部分公式就是吉布斯海姆霍斯方程

我们之前已经推导过了

那么由于△R GM0等于负的

RT再乘以log K0带入其中

我们会得到下面这样一个式子

负号负号约掉 R除过来 T除过来

这样一个式子

就是范特霍夫公式的微分形式

那么我们针对于这样的一个式子

就可以发现这样一些道理

第一个对于吸热的反应

如果得到RHM0是大于零的

那么显然右边的这一项已经是大于零了

那左边这一项肯定是大于零

于是当温度升高的时候KP0是增加的

也就是说对正反应方向是有利的

而对放热反应情况刚好相反

如果得到RHM0是一个小于零的数

这一项就小于零此时温度升高KP0下降

那么对正反方向不利

在温度变化区间并不大的时候

此时得到RHM0

可以视为与温度无关的一个常数

这时我就可以对它进行定积分

得到这样一个式子

解读一下这样一个式子

就是在温度T2的时候所对应的KP0

与温度KT1的时候对应的KP0取ln值

等于这样的一个式子

T1/1减去T1/2

那么我们可以通过刚才那样的一个式子

分别计算两种温度下的KP0

也可以通过两种KP0分别计算

它们所对应的温度 反应温度

那么另外一件

当温度变化区间仍然不大的情况下

可以视为常数

我在对最开始的范德霍夫为分式进行不定积分

只是得到这样一个结果

那么如果我已知一个温度下的K0

以及它的得数HM0的时候

这里边已经没有未知数就剩一项

一项未知数就是A1撇

也就说我们可以求出这个积分常数A1撇

这样我就得到了关于他们之间变化的

在这样一个温度区间变化的一个不定积分式

当然如果温度曲线变化比较大的时候

那么我们就必须要考虑

△rHM0与温度的关系了

一般情况下

我们会以这样的一种模式去表达

HA△RHM0的变化 加上一个△cp

那么把它进一步打开的时候

积分出来以后会得到这样一个式子

这是一个比较具有普遍意义的一个式子

那么我把这样一个式子所表达的△RHM0

带入范特波夫的微分是我会得到如下的式子

接下来我要对刚才那个式子进行一项

并且积分会得到如下的一个是这样的事

这里边△H0和I都是一个积分的常数

都可以通过已知条件或者是表值查表求得

于是我再给他反代回去的时候

那么我就可以把这样的一个积分式

表达承德gm0等于后面的一项

他和她之间的区别

大家注意一下 两边我同时乘以负的RT

负的RT那么这一项就变成了△gm0

它乘以负的RT就是△H△H0

那么后边的以此类推

那么这样我就可以计算任意温度的△gm0和K0

好 接下来我们介绍压力对化学平衡的影响

那么根据查特利尔原理 我们增加压力的时候

反应像体积减小的方向进行

反之在减小压力的时候

反应会向增加体积的方向进行

那么这里头我们可以针对用压力

对于平衡常数的影响

去对以上的原理加以说明

那么这个说明过程

我们就要针对不同的平衡常数

前面已经介绍了各种不同的表达方式

这些平衡常数的表达方式

那么我们要针对不同的平衡常数

对这样一个问题进行说明

首先我们设定的范围是理想气体

那么真对于理想气体来说

它的PB就等于CB再乘以RT

咱们再再次说明一次

CB等于nb比上V所以就等于CB

那么这里边由于KF0等于KP0理想气体

它的异度就等于它的分压

于是得他R GM0就等于

化学式乘以自身计量是系数的一个和

等于这样一个负的RT再乘以log KP0

这个是大家已经非常熟悉的

那么我们明显知道这样一个KB0是跟温度

跟压力是没有关系的 它只是一个温度的函数

由于我们要考量的是压力对于平衡常数的影响

因此我们选择KP0作为研究对象

并不是一个好的选择

接下来我们会对KC再进行一次考察

那么因为KP0等于pb比上P0这样的

它变换一下就变成了CB

又由于KC的定义式是每一种物质的浓度

比上C0以后的剂量是系数次幂

于是呢我就会得到这样一个式子

大家关注一下这样一个式子

KP0肯定是值与温度有关的一个函数

那么后边这一项C0P零和R都是一个常数

T是跟温度相关的其他东西没有跟压力相关

于是我们也可以得到一个结论

就是KC0也不是跟压力相关的一个平衡常数

它只是温度的函数

因此它也不是我们的研究目的

接下来我们再研究一下KX因为理想气体来说

XB等于pb比上P所以P再乘以△VM就等于

针对于这个反应来说P再乘以一个△VM

就等于这个这个式子的右边这一块

那么由于KP的定义是是这样的

KX的定义是是这样的

于是我们就会得到这样一个推出KP0

等于KX再乘以P比上P0括弧的这些次幂

那么得到这样一个式子以后

我两端对它取乱 同时在对在恒温条件下

对 P求偏倒 得到如下的一个式子

为什么会等于0

因为我们知道KP0是一个只仅仅跟温度相关

而与压力无关的数值 一个平衡常数

那么它显然对pe求偏导的时候会等于0

于是这一项就等于0

那么它就等于负的这一项

那么这一项经过推导以后

它会得到负的△VM比上RT我们解释一下

它VM是进行一个摩尔反应它所改变的体积

那么我们会发现KX求完log值以后

对P求偏导 不是一个零

也就是说KX是与压力相关的

那么我们对这一项

如果这一项是一个小于零的数

那也就是说这加上一个负数以后

这一项是一个大于零的数

此时语言表述一下

当气体分子数减少的时候

加压是有利于反应方向向正方向进行的

反之 当气体分子数增加的反应的时候

这一项是大于零的数

那么此时这一项是小于零的

也就是说对于气体分子数增加的反应

加压是不利于反应向正方向进行的

接下来我们要聊一下关于凝聚向反映

这个物质呢都处于纯态物质

各物质处于纯态

那么整个一个反应△rgm0

就等于每一种物质的标准化学式

跟它的剂量是系数的乘积

然后加合在一起

它最后等于负的RT再乘以Ln KA0

这里我们取的是活度的这一个值

那么由于它对P求偏导在温度恒定的情况下

得到的是偏摩尔体积

这是我们之前推导过的公式

于是我这里边加一个△以后

他就得到是△偏摩尔体积

于是我们把这一项进行一下微分

针对于在恒温的情况下对P求偏导

那么就会得到这样一个式子

这个式子

和刚才我们在气体的状况求的式子很相似

那于是这样的一个式子跟气体

气体反应中的那个式子非常峡镇

我们会得到这样一个结论

当反应过程的前后系统的体积增加的情况

会对应的是这一项是小于零的

那么此时会告诉我们这样一件事

它增加它就会减少也就是说当压力增加的时候

KA下降 对 正反方向是没有利的

反之 当体积变化量是一个小于零的数

也就是说体积在变小意味着这一项是大于零的

那也就说我们增加压力会使得KA上升

此时是对正反应方向 有力的

那么在压力变化不太大的情况下

凝聚像这样的一个值就比较小

于是我们就可以忽略掉压力

对凝聚像这样反应的反应

化学平衡的影响

好接下来我们介绍惰性组份对化学平衡的影响

这里需要强调的是

惰性气体不会影响平衡常数值

它对任何一个平衡常数都不会造成影响

但是当反应前后的摩尔数不一致的时候

气体摩尔数不一致的时候

也就是说球和vb不等于0的时候

那么加入惰性气体就会影响平衡的组成

这是我们需要关注的一点

比如咱们从K0出发

KP0等于KX再乘以P比上P0求和

这是前面介绍 那我给它展开以后

就等于每一种物质的摩尔分数

自己的自身计量是细数那些次幂

然后再做乘法和除法以后

再乘以这一项

那么我们进一步把这里边NBN种拿到这里边去

把每一种物质的NGNH放在这边

变形成了这样 这两个体系我们单独考虑一下

如果这样的一个值在变化它不是零的时候

那总的体积数

就会对这个平衡的这一部分会有影响

这就是惰性气体影响它平衡组成的原理

我们再详细看一下

当它大于零的时候 这一项是大于零

那此时呢增加了惰性气体

同时这一项是增加的 这一项是增加的

那么括号内的这样的一个值是一个下降的趋势

因为它是增加了 但它是大于零的

这边有一个 除号所以它总共是下降

又因为温度并没有改变 所以KP0值是不变的

所以会导致什么 就是这一项 对应增加

也就是说产物的含量会增加

举个例子

这样是大于零的一个数对于分子数增加的反应

那么我们在系统里边加入水器或者氮气的时候

会使反应的转化率提高

使产物的含量增加

反之 对于分子数减少的反应

加入氮气显然是不利的

会使反应向左反方向移动

那么这节课我们就讲到这里