物理化學(xué)（第四版）課件：平衡組成的計(jì)算_第1頁(yè)
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§3-7平衡組成的計(jì)算[例]利用CH4(g)作為鋼鐵表面滲碳劑時(shí)，高溫滲碳反應(yīng)為：CH4(g)===C(石墨)+2H2(g)

rGm

(T)=[90165-109.56(T/K)]Jmol-1（1）計(jì)算773K時(shí)的平衡常數(shù)K

(773K)（2）計(jì)算773K時(shí)CH4的平衡轉(zhuǎn)化率。設(shè)總壓分別為101.3kPa和50.6kPa.解：（1）

rGm

(773K)=

[90165-109.56(773

)]Jmol-1

=5475J

mol-1lnK

(773K)=-

rGm

(T)/RT

=-5475/8.315773=-0.582

K

(773K)=0.427（2）CH4（g）

=C（石墨）+2H2（g）反應(yīng)前n/mol

1.000平衡時(shí)n/mol

1.0-

nt/mol=1+

平衡時(shí)分壓將K

和p1=101.3kPa代入得

1=0.309將K

和p2=50.6kPa代入得

2=0.417*降低壓力時(shí)平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)。(3)預(yù)先向甲烷中添加50%的惰性氣體,情況如何?反應(yīng)前n/mol1.0001.0平衡時(shí)n/mol1.0-1.0nt/mol=2+

平衡時(shí)分壓CH4（g）C（石墨）+2H2（g）Ar將K

=0.427和p1=101.3kPa代入得

1=0.392.(沒(méi)有通入N2時(shí),1=0.309)二、平衡組成-溫度圖的應(yīng)用—甲烷滲碳-脫碳圖47367387310731273

T/K圖3-5甲烷滲碳-脫碳平衡圖（p2=101.325kPa)100806040200

w(甲烷)100CH4(g)

C(s)+2H2(g)CH4(g)

C(s)+2H2(g)ReactionofMethanewithBulkIntermetallicsContainingIronClustersYieldsCarbonNanotubesPatriciaC.Tucker,AdrianLita,andSusanE.LatturnerPublicationDate(Web):April17,2013(Communication)DOI:10.1021/cm400422c1、圖中的S型對(duì)角線系根據(jù)前例計(jì)算式的計(jì)算結(jié)果獲得；2、圖中DB曲線為滲碳-脫碳平衡線；3、曲線右上方區(qū)域?yàn)闈B碳區(qū)，左下方為脫碳區(qū)4、該圖曲線

p2

的對(duì)應(yīng)壓力為101.325kPa。當(dāng)壓力改變時(shí)曲線將向上下移

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